UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

La toxicitat per Alumini així com la deficiència de Fòsfor, Magnesi i Calci es un tret característic de sols àcids tropicals. Aquest factors afecten en gran mesura al creixement i arquitectura radicular en plantes sensibles. D’entre les plantes adaptades, Urochloa decumbens  es una de les que te extrema resistència al Alumini. Aquestes especies poden servir de model d’estudi per dels mecanismes de resistència en aquestes condicions. Urochloa decumbens es una planta de farratge de model fotosintètic C4 originaria d’Àfrica i que actualment esta àmpliament estesa en cultiu en sòls tropicals arreu del mon degut al seu elevat creixement i productivitat en aquestes condicions.

Els mecanismes pels quals aquesta espècie te una extrema resistència a la toxicitat per Al encara no son ben coneguts. En estudis anteriors vam trobar que la plena expressió de la resistència requereix d’un període d’entre 72-96 hores que esta precedit per una fase de sensibilitat d’entre 24-48 hores. Les mostres del proteoma de l’arrel, així com els exsudats i les dades d’elongació radicular van ser analitzades durant les primeres 96 hores després de exposició de les plantes a 0 i 200µM Al.

L’estimulació en l’exsudació de citrat i oxalat es va limitar a la fase de sensibilitat, confirmant que, a diferencia d’altres especies, l’exsudació d’àcids orgànics no es el principal mecanisme de tolerància a Urochloa decumbens. L’anàlisi proteòmic va revelar que nomes 11 proteïnes van mostrar canvis en l’abundància des pres del tractament; nomes 6 però van poder ser identificades.

Durant la fase sensible (24 hores), la phenylamonioliasa (PAL), la metionina sintasa (MS) i l’àcid deoximugineic sintasa (DMAs) van disminuir el seu nivell mentre que l’àcid fosfatasa va augmentar-lo. Coincidint amb el retorn a la fase de creixement radicular (fase de tolerància, 96 hores) la PAL i la MS van retornar als nivells inicials, però no la DMAs. A les 96 hores també la γ-anhidrasa carbònica (γ-AC) i l’adenilat quinasa (AK) juntament amb dos no identificades van incrementar els seus nivells.

En la fase d’alarma els canvis es relacionen amb la mobilització de Fòsfor, descens en l’absorció de Ferro, reducció de la síntesi de fenols i estimulació de l’oxidació d’àcids orgànics. En la fase de resistència la biosíntesi de fenols i de metionina queden restablerts, però no la mobilització de Ferro. La màxima expressió de la resistència es dona amb un augment de la γ-AC, enzim associat al complex mitocondrial -I, i amb un augment de la AK, indicant un augment de la respiració i una major provisió d’ATP i Mg a l’ATP sintasa.

El futur del treball esta enfocat en identificar les cinc proteïnes restants que mostren canvis en abundància degut al tractament amb Al i que ens poden aportar pistes claus pel coneixement del mecanisme per a l’extraordinària resistència al Al en U. decumbens.