Caracterización de ligandos sintéticos capaces de activar los receptores de ácido abscísico.

Abstract

[ES] Las condiciones ambientales adversas, como el aumento de la temperatura y de las sequías, pone en riesgo a la productividad de los cultivos. En condiciones de estrés, las plantas producen la hormona ácido abscísico (ABA), que interviene en la respuesta y adaptación en condiciones adversas, como la sequía. En la célula vegetal, el ABA es percibido a través de su unión a los receptores solubles PYR/PYL. La señalización de ABA es orquestada a través de un módulo que incluye la familia de receptores de ABA PYR/PYL, las fosfatasas de la familia PP2C, las quinasas de la familia SnRK2 y los factores de transcripción de respuesta a ABA. La aplicación exógena de esta fitohormona es capaz de mejorar el rendimiento de las cosechas, sin embargo, presenta el inconveniente de tener un alto coste de producción, así como poca estabilidad y fotosensibilidad. Con el fin de buscar soluciones al estrés hídrico y gracias al desarrollo de la genética química, se están estudiando moléculas sintéticas capaces de intervenir en la economización del agua mediante el cierre de los estomas. En ese trabajo se han caracterizado 70 candidatos a agonistas de los receptores de ABA, tanto in vitro como in vivo. Hemos encontrado que el ligando sintético C3, muestra una potente actividad in planta y una fuerte activación de los receptores diméricos de la subfamilia III tanto de Arabidopsis como de maíz. Nuestros resultados indican que los receptores diméricos juegan un papel fundamental en la activación de determinadas respuestas al ABA, como lo son el cierre estomático, la inhibición del crecimiento de la raíz y la germinación. El compuesto C3 es un agonista de los receptores de ABA con una actividad muy similar a la del mejor compuesto descrito hasta la fecha y muestra un gran potencial para ser utilizado en el campo.

[EN] Adverse environmental conditions, such as rising temperatures and increased droughts, put crop productivity at risk. Under stress conditions, plants produce the hormone abscisic acid (ABA), which is involved in the response and adaptation to adverse conditions such as drought. In the plant cell, ABA is sensed through its binding to soluble PYR/PYL receptors. ABA signalling is orchestrated through a module that includes the PYR/PYL family of ABA receptors, PP2C family phosphatases, SnRK2 family kinases and ABA-responsive transcription factors. The exogenous application of this phytohormone is able to improve crop yields, however, it has the disadvantage of having a high production cost, as well as poor stability and photosensitivity. In order to find solutions to water stress, and thanks to the development of chemical genetics, synthetic molecules capable of intervening in water saving by closing the stomata are being studied. In this work, 70 ABA receptor agonist candidates have been characterised, both in vitro and in vivo. We found that the synthetic ligand, C3, shows potent in planta activity and strong activation of dimeric subfamily III receptors in both Arabidopsis and maize. Our results indicate that dimeric receptors play a key role in the activation of certain responses to ABA, such as stomatal closure, root growth inhibition and germination. The compound C3 is an ABA receptor agonist with an activity very similar to that of the best compound described to date and shows great potential for field use.