Characterization of two genes of the Bag family in broccoli

Abstract

[EN] Broccoli is a food whose popularity has increased in recent years due to the growing human interest in a healthy lifestyle. It is a food rich in antioxidant molecules and has anticarcinogenic properties. On the other hand, the effects of climate change threaten productivity in agriculture, due to the reduction of cultivation areas and the increase in global temperature and soil salinity, among other consequences. For all these reasons, in the present project we intend to characterize 2 broccoli genes, homologous to the BAG family present in Arabidopsis thaliana. Several studies have related this gene family with tolerance to water stress, since it has been shown that they could function by regulating the flow of K+ in stomatal cells, a key process for the regulation of stomatal aperture, and, therefore, also for tolerance to water and salt stress situations. In this work, 4 overexpressor lines of broccoli BAG1b and BAG4a genes were generated, with which 2 assays, one potassium limiting and the other potassium fasting, were performed for the characterization of these genes. The results obtained showed that the lines evaluated showed different behavior under the conditions studied. In particular, the BoBAG4a 12.1 line, unlike the others, showed better gas transport efficiency and larger stomatal size under potassium limiting conditions. To conclude, the study of genes involved in stress response, such as BAG1b and BAG4a, is key to meet the challenge of climate change and supply under current circumstances. This project is part of SDG 2: Zero Hunger and SDG 13: Climate Action

[ES] El brócoli es un alimento cuya popularidad ha aumentado en los últimos años debido al creciente interés del ser humano por un estilo de vida saludable. Se trata de un alimento rico en moléculas antioxidantes y con propiedades anticancerígenas. Por otro lado, los efectos del cambio climático amenazan a la productividad en la agricultura, debido a que se han reducido las áreas de cultivo, y han aumentado la temperatura global y la salinidad del suelo, entre otras consecuencias. Es por todo ello que en el presente proyecto pretendemos llevar a cabo la caracterización de 2 genes de brócoli, homólogos a la familia BAG presente en Arabidopsis thaliana. Diversos estudios han relacionado esta familia de genes con la tolerancia a estrés hídrico, ya que se ha visto que podrían funcionar regulando el flujo de K+ en las células estomáticas, proceso clave para la regulación de la apertura estomática, y, por tanto, también para la tolerancia a situaciones de estrés hídrico y salino. En este trabajo se generaron 4 líneas sobrexpresoras de los genes BAG1b y BAG4a de brócoli, con las que se realizaron 2 ensayos, uno de potasio limitante y otro de ayuno de potasio, para la caracterización de estos genes. Los resultados obtenidos mostraron que las líneas evaluadas presentan un comportamiento diferente en las condiciones estudiadas. En concreto, la línea BoBAG4a 12.1 a diferencia de las demás, muestra una mejor eficacia de transporte gaseoso y un mayor tamaño estomático en condiciones de potasio limitante. Para concluir, el estudio de genes implicados en la respuesta a estrés, como BAG1b y BAG4a, es clave para hacer frente al reto del cambio climático y el abastecimiento en las circunstancias actuales. Este proyecto se enmarca en los ODS 2: Hambre Cero y ODS 13: Acción por el Clima