Expansión y senescencia foliar en soja (Glycine max L.): cambios redox y su modulación por condiciones de estrés

Abstract

El estado redox celular, determinado principalmente por la relación entre generación y degradación de especies reactivas del oxígeno (EROs), tiene un rol clave en la homeostasis celular, la modulación del crecimiento y desarrollo, y, en las respuestas a condiciones de estrés ambiental. Particularmente durante la senescencia y bajo diferentes condiciones de estrés ocurren aumentos en la generación de EROs, lo que puede devenir en procesos oxidativos deletéreos conocido como estrés oxidativo. Sin embargo, se ha reconocido las capacidad de las EROs de actuar como moléculas señales, modulando vías de señalización implicadas en el crecimiento y desarrollo de las plantas. La hipótesis propuesta en este trabajo fue que las diferentes etapas del desarrollo foliar en soja (expansión y madurez/senescencia) van acompañadas de cambios redox diferenciales, los cuales son alterados por condiciones de estrés y participan en la modulación de las respuestas al estrés. El objetivo principal fue estudiar los cambios redox que ocurren durante las etapas de expansión y madurez/senescencia foliar, y su relación con la modulación de las respuestas al estrés. Los cambios observados en las tasas de expansión y superficie foliar estuvieron acompañados por una dinámica diferencial en los niveles de .O2- y similares niveles de H2O2. Los mayores niveles se asociaron a una mayor velocidad de expansión, principalmente en la condición control. La expansión foliar pudo ser modulada con la aplicación externa de H2O2 y MnCl2, indicando la participación de las EROs en el desarrollo foliar. Los parámetros relacionados al funcionamiento fotosintético evidenciaron diferencias dinámicas significativas entre los tratamientos con una disminución marcada a partir del final de la expansión en plantas bajo estrés. El sistema antioxidante enzimático presentó comportamientos diferenciales a lo largo del desarrollo foliar y entre ambos tratamientos. Particularmente isoformas cloroplásticas de SOD respondieron tanto al estadio de desarrollo como a la condición de estrés. Los antioxidantes no enzimáticos estuvieron asociados principalmente a la edad foliar. La expresión de los genes de las enzimas relacionadas al estado redox, evidenciaron un control diferencial asociado tanto a la edad foliar como al estrés, con patrones diferenciales de expresión de sus isoformas en los distintos compartimentos celulares. En base a los resultados obtenidos proponemos que el estado redox mediado por la generación/degradación de EROs tiene participación directa sobre el desarrollo foliar, modulando la expansión, con consecuencias sobre la madurez/senescencia. Condiciones estresantes generan cambios en el estado redox que se traducen en efectos deletéreos sobre el proceso.