Universidad Aut—noma de Chapingo. MEXICO.
RESUMEN (ABSTRACT)
Manipulaci—n en el metabolismo de la trehalosa en las plantas cultivadas y sus simbiontes para incrementar la tolerancia a la sequ’a
JosŽ Oscar Mascorro Gallardo. Departamento de Fitotecnia y Programa de Investigaci—n en Biotecnolog’a Agr’cola de la Universidad Aut—noma Chapingo. E-mail: jomg1@yahoo.com.mx.
Dentro de los distintos tipos de estrŽs abi—tico, la sequ’a es tal vez el m‡s importante, por su importancia econ—mica y social y debido a que la escasez de agua es uno de los principales problemas del siglo XXI. La biotecnolog’a y en particular la ingenier’a genŽtica permite el incorporar genes de tolerancia a la sequ’a en las plantas cultivadas, por lo cual, junto con el mejoramiento cl‡sico puede contribuir a mantener niveles de productividad aceptables en las plantas bajo condiciones de dŽficit h’drico. Organismos anhidrobiontes como la Selaginella lepidophylla (doradilla, planta de resurrecci—n, rosa de Jeric—) son capaces de acumular grandes cantidades del disac‡rido trehalosa, lo que les confiere una notable capacidad para mantenerse con vida bajo condiciones de casi completa desecaci—n. Utilizando como modelo de estudio a esta planta, a la levadura y a Arabidopsis thaliana, en nuestro grupo hemos aislado y estudiado los genes responsables de la bios’ntesis de trehalosa en las plantas. Este azœcar se sintetiza a partir de UDP-glucosa y glucosa 6-fosfato, formando trehalosa 6-fosfato por efecto de la enzima TPS (trehalosa 6-fosfato sintasa), intermediario que es defosforilado por la enzima TPP (trehalosa 6-fosfato fosfatasa) para dar trehalosa. Se ha demostrado que las plantas transgŽnicas capaces de acumular trehalosa end—gena se vuelven m‡s tolerantes a diferentes tipos de estrŽs abi—tico, como la sequ’a, la salinidad, las heladas y el calor. Esto se ha probado en diferentes especies como Arabidopsis thaliana, alfalfa, tabaco y crisantemo. Actualmente se est‡ intentando transferir estos genes a ma’z y frijol, especies de gran importancia econ—mica en la agricultura de AmŽrica Latina. Adicionalmente, se ha explorado el efecto de la acumulaci—n de este azœcar en la bacteria Rhizobium etli, simbionte del frijol comœn, as’ como en Azospirillum brasilense, bacteria asociada a la riz—sfera del ma’z. En ambos casos la inoculaci—n con bacterias modificadas que sobre-expresan genes de bios’ntesis de trehalosa, tambiŽn confiere un notable grado de tolerancia a la sequ’a en las plantas. Bajo estas condiciones tambiŽn ocurre un incremento en la biomasa y en el rendimiento de las plantas inoculadas.
Mascorro-Gallardo, J.O., N. Avonce and G. Iturriaga. 2005. Biotecnolog’a de la trehalosa en las plantas. Revista Chapingo, serie Horticultura 11: 193-202.
Su‡rez, R., A. Wong., M. Ram’rez., A. Barraza., M.C. Orozco., M.A. Cevallos., M. Lara., G. Hern‡ndez and G. Iturriaga. 2008. Improvement of drougth tolerance and grain yield in common bean by overexpressing trehalose-6-phospahte synthase in Rhizobia. Mol. Plant Microb. Int. 21: 958-966.