La represión de algunas cisteín-proteasas convierte a las hojas de cebada más resistentes

Para sobrevivir a condiciones de estrés, las plantas alteran sus patrones de expresión génica, inducen cambios estructurales y fisiológicos y optimizan el uso eficiente de recursos. Además, requieren un “turn-over” proteico para una degradación rápida de proteínas y un reciclaje efectivo de nutrientes. En cebada, la respuesta transcripcional de la familia génica de cisteín-proteasas C1A en respuesta a condiciones de sequía ha revelado la inducción de cuatro genes en las hojas estresadas. Líneas amiRNA para dos de estos genes, HvPap-1 y HvPap-19 que codifican cathepsinas tipo F y B, respectivamente, presentaron cutículas foliares más gruesas y estomas alterados. La eficiencia del fotosistema II y la cantidad total de proteínas en las hojas de estas plantas no mostraba alteraciones mientras que ambos parámetros estaban reducidos en las plantas sin transformar. También se observó un incremento en la acumulación de amino ácidos y en la concentración de ABA en las plantas modificadas en respuesta al estrés hídrico. Además, las líneas amiRNA para HvPap-1 tenían mayores niveles de JA y Ile-Ja en las hojas estresadas, en contraste con la menor concentración de estas hormonas en las líneas amiRNA para el gen HvPap-19, lo que demostraba la especificidad de la regulación hormonal. Estas modificaciones estructurales y fisiológicas encontradas en las plantas amiRNA tienen efectos importantes en la respuesta a la sequía y son mas resistentes a la infección de hongo Magnaporthe oryzae y al ataque del ácaro Tetranycus urticae.

Publicación Original:

Gomez-Sanchez, A., Gonzalez-Melendi, P., Santamaria, M.E., Arbona, V., Lopez-Gonzalvez, A., Garcia, A., Hensel, G., Kumlehn, J., Martinez, M., Diaz, I. 2018. Knock-downs for drought-induced cysteine-protease genes alter barley leaf structure and the response to abiotic and biotic stresses. Journal of Experimental Botany ery410. DOI: 10.1093/jxb/ery410