El metabolismo de las poliaminas y su rol en el estrés por bajas temperaturas, como criterios de mejora para el género Lotus - Calzadilla, Pablo Ignacio (2017)
Las especies del género Lotus (Fabaceae) se encuentran dentro de las leguminosas forrajeras más cultivadas mundialmente, luego de Medicago spp. y Trifolium spp. Su alto valor nutricional y su capacidad para adaptarse a diferentes condiciones ambientales han favorecido su utilización en sistemas ganaderos ubicados en áreas marginales para la agricultura. Sin embargo, la producción de materia seca y capacidad de rebrote de Lotus spp., al igual que lo observado en otras leguminosas forrajeras, se ven drásticamente reducidas durante las estaciones frías. Con el objetivo de estudiar el efecto del estrés por bajas temperaturas en el género Lotus, se evaluó la respuesta bioquímica, transcripcional y fisiológica de diferentes ecotipos de la especie modelo L. japonicus cultivados bajo estas condiciones de estrés. En particular, estos estudios fueron profundizados en los ecotipos MG-1 y MG-20, seleccionados por su respuesta contrastante durante la germinación en frio. Metabólicamente se observó una alteración en el contenido de poliaminas en las plantas tratadas, siendo los niveles de putrescina más elevados en el ecotipo tolerante (MG-20) en comparación con el ecotipo sensible (MG-1). Se realizaron estudios mediante el agregado exógeno de la diamina putrescina en L. japonicus MG-1, y también se evaluó la respuesta de la línea transgénica pRD29A:oatADC (acumuladora de putrescina bajo condiciones de estrés) de L. tenuis en estrés por frío. Mediante estos ensayos, si bien no se logró determinar el rol de la putrescina en los mecanismos de respuesta a las bajas temperaturas de Lotus spp., se observó que el nivel de este metabolito podría utilizarse como indicador de tolerancia bajo estas condiciones en L. japonicus. A nivel transcripcional, se clasificaron 1.077 genes diferencialmente expresados al comparar plantas cultivadas bajo condiciones óptimas con respecto a plantas tratadas. Este perfil transcriptómico permitió identificar diferentes vías metabólicas involucradas en la aclimatación al frío, que fueron evaluadas en la respuesta de los ecotipos MG-1 y MG-20 de L. japonicus. Los resultados obtenidos evidenciaron una alteración en la relación NADPH/NADP+, sugiriendo un desbalance redox inducido por el frío. A su vez, se determinóla actividad de diferentes enzimas antioxidantes, observándose contrastes entre ecotipos y tratamientos para la superóxido dismutasa, en particular, en la isoforma cloroplástica. A nivel fisiológico, el estrés por frío provocó fotoinhibición en ambos ecotipos, sin embargo las plantas MG-1 se vieron más afectadas que las MG-20. Nuestros resultados sugieren que los niveles de la proteína D2 del fotosistema II (PSII) estarían involucrados en este proceso. Por último, con el objetivo de profundizar en el estudio de la fotoinhibición en L. japonicus sometido a estrés por frío, se realizó un estudio del perfil de proteínas cloroplásticas en MG-1 y MG-20. Los cambios observados en sus abundancias relativas confirman una respuesta de aclimatación diferente entre ambos ecotipos. El presente trabajo de tesis permitió identificar distintos mecanismos implicados en la aclimatación al frío en L. japonicus, en los cuáles la respuesta de los cloroplastos se encontraría fuertemente vinculada. Nuestros resultados abren la posibilidad de futuros estudios y aplicaciones en otras especies de Lotus utilizadas actualmente como forrajes.