La defensa antioxidativa, la acumulación suprimida de óxido nítrico y la síntesis de proteínas protectoras en raíces y hojas contribuyen a la tolerancia a la desecación de la planta de resurrección
Autores: Georgieva, Katya; Mihailova, Gergana; Gigova, Liliana; Popova, Antoaneta V.; Velitchkova, Maya; Simova-Stoilova, Lyudmila; Sági-Kazár, Máté; Zelenyánszki, Helga; Solymosi, Katalin; Solti, Ádám
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La defensa antioxidativa, la acumulación suprimida de óxido nítrico y la síntesis de proteínas protectoras en raíces y hojas contribuyen a la tolerancia a la desecación de la planta de resurrección
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Tolerancia a la desecación
Mecanismos de defensa
Raíces
Estrés oxidativo
Defensa antioxidante
Mecanismos protectores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
La tolerancia a la desecación de las plantas se basa en mecanismos de defensa que permiten la protección de macromoléculas, estructuras biológicas y el metabolismo. Aunque la defensa de los tejidos foliares expuestos a la radiación solar es un desafío, los mecanismos que protegen la viabilidad de las raíces, aún en gran medida inexplorados, son igualmente importantes para la supervivencia. Aunque el aparato fotosintético en las hojas contribuye a la generación de estrés oxidativo bajo estrés por sequía, hipotetizamos que el estrés oxidativo y, por lo tanto, la defensa antioxidante también son predominantes en las raíces. Así, nos propusimos realizar un análisis comparativo de los mecanismos de protección en hojas y raíces durante la desecación. En consecuencia, se encontró un alto contenido de antioxidantes no enzimáticos y una alta actividad de enzimas antioxidantes junto con la activación de isoenzimas específicas tanto en hojas como en raíces durante las etapas finales de desecación. Entre otros, la actividad de la catalasa y la glutatión reductasa mostró una tendencia similar de cambios en raíces y hojas, mientras que, a diferencia de lo que ocurre en las hojas, la actividad de la superóxido dismutasa se incrementó bajo desecación severa pero no bajo desecación media en raíces. Se encontró que la acumulación de óxido nítrico en las puntas de las raíces era sensible a la restricción de agua pero se suprimía bajo desecación severa. Además de la defensa antioxidante, la desecación indujo una mayor abundancia de dehydrinas, ELIPs y sHSP 17.7 en las hojas, pero esto fue significativamente mejor en las raíces. A diferencia de las células foliares, el almidón permaneció en las células del cilindro central de las raíces deshidratadas. En conjunto, los compuestos protectores y los mecanismos de defensa antioxidante son igualmente importantes para proteger las raíces y sobrevivir a la desecación. Dado que el daño inducido por la sequía al sistema radicular afecta fundamentalmente la supervivencia de las plantas, una mejor comprensión de los mecanismos de tolerancia a la desecación de las raíces es esencial para compensar los desafíos de los períodos secos prolongados.
Descripción
La tolerancia a la desecación de las plantas se basa en mecanismos de defensa que permiten la protección de macromoléculas, estructuras biológicas y el metabolismo. Aunque la defensa de los tejidos foliares expuestos a la radiación solar es un desafío, los mecanismos que protegen la viabilidad de las raíces, aún en gran medida inexplorados, son igualmente importantes para la supervivencia. Aunque el aparato fotosintético en las hojas contribuye a la generación de estrés oxidativo bajo estrés por sequía, hipotetizamos que el estrés oxidativo y, por lo tanto, la defensa antioxidante también son predominantes en las raíces. Así, nos propusimos realizar un análisis comparativo de los mecanismos de protección en hojas y raíces durante la desecación. En consecuencia, se encontró un alto contenido de antioxidantes no enzimáticos y una alta actividad de enzimas antioxidantes junto con la activación de isoenzimas específicas tanto en hojas como en raíces durante las etapas finales de desecación. Entre otros, la actividad de la catalasa y la glutatión reductasa mostró una tendencia similar de cambios en raíces y hojas, mientras que, a diferencia de lo que ocurre en las hojas, la actividad de la superóxido dismutasa se incrementó bajo desecación severa pero no bajo desecación media en raíces. Se encontró que la acumulación de óxido nítrico en las puntas de las raíces era sensible a la restricción de agua pero se suprimía bajo desecación severa. Además de la defensa antioxidante, la desecación indujo una mayor abundancia de dehydrinas, ELIPs y sHSP 17.7 en las hojas, pero esto fue significativamente mejor en las raíces. A diferencia de las células foliares, el almidón permaneció en las células del cilindro central de las raíces deshidratadas. En conjunto, los compuestos protectores y los mecanismos de defensa antioxidante son igualmente importantes para proteger las raíces y sobrevivir a la desecación. Dado que el daño inducido por la sequía al sistema radicular afecta fundamentalmente la supervivencia de las plantas, una mejor comprensión de los mecanismos de tolerancia a la desecación de las raíces es esencial para compensar los desafíos de los períodos secos prolongados.