Análisis de metabolitos de tomate alterados en la ruta del ácido jasmónico durante la simbiosis micorrízica con Rhizophagus irregularis.

Dabdoub González, Nicole (2018) Análisis de metabolitos de tomate alterados en la ruta del ácido jasmónico durante la simbiosis micorrízica con Rhizophagus irregularis. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

RESUMEN: En el siguiente proyecto se evaluó el impacto metabólico en raíces, así como los efectos en el crecimiento y nutrición, generados durante la simbiosis micorrízica entre Rizophagus irregularis y plantas de tomate (Solanum lycopersicum cv Castelmart) alteradas en su contenido endógeno de ácido jasmónico (AJ) mediante análisis de espectrometría de masas y la realización de perfiles metabólicos. Se emplearon tres distintos fondos genéticos de tomate: silvestres (WT), transgénicas (PS) con sobreproducción de AJ y mutantes (spr2) con déficit en el contenido de dicha fitohormona. Respecto al desarrollo y rendimiento vegetal, en general, sea mayor o menor el contenido, las alteraciones en la concentración de AJ repercuten negativamente sobre diversos parámetros del crecimiento de la planta, incluyendo altura aérea, longitud se las raíces y peso fresco. Por otro lado, la acumulación de AJ en el tejido vegetal promueve el establecimiento de la simbiosis, como se observó en plantas PS un mayor grado de frecuencia e intensidad de micorrización y abundancia arbuscular, en contraste con mutantes spr2, cuales mostraron menor porcentaje en las tres mediciones. En cuanto al impacto metabólico, los espectros analizados revelaron una clara diferenciación entre plantas control y micorrizadas, donde la presencia del hongo reduce mayormente a metabolitos intermediarios de las rutas biosintéticas de fenilpropanoides, flavonoides y carotenoides; mientras que, en menor grado, aumentan los compuestos involucrados en el metabolismo del carbono. En general, se concluye que el establecimiento de la simbiosis “apaga” el metabolismo radicular en tomate, fomentando específicamente el metabolismo energético alcanzando niveles por encima de los observados en las plantas control, fenómeno probablemente vinculado a la transferencia de compuestos fotoasimilados hacia el hongo, el cual representa un sumidero de carbono. Asimismo, en este trabajo se descarta la participación del AJ sobre los efectos metabólicos en las raíces de S. lycopersicum, cuya influencia resultó no ser significativa. ABSTRACT: In the following project the impact on metabolic fluxes in roots is assessed, as well as the growth and nutrition effects originated during the mycorrhizal symbiosis between Rizophagus irregularis and tomato plants (Solanum lycopersicum cv Castelmart) with altered jasmonic acid (JA) levels through mass spectrometry analysis and metabolic profiling. Three genetic backgrounds were used: wild-type (WT), transgenic line (PS) with overproduction of JA and mutants (spr2) with JA deficiency. Regarding plant development, the results show that any alteration on JA content, be it higher or lower, affect negatively several growth parameters, including aerial height, root length and fresh weight. On the other hand, higher levels of JA in the plants tissue promotes the establishment of the symbiosis, as observed in PS plants with higher rate of mycorrhizal frequency and intensity, as well as greater arbuscular abundance; in contrast, spr2 mutants showed lower rates for those three measurements. With respect of the metabolic effects, the analyzed spectra revealed a clear difference between control and mycorrhizal roots, where the presence of the fungus mainly reduces metabolites involved in the biosynthetic routes of phenylpropanoids, flavonoids and carotenoids; while augmenting, on a lesser extent, the accumulation of compounds linked to carbon metabolism. In general, it seems that the establishment of the symbiosis “shuts down” the radicular metabolism, only promoting the energetic metabolism, likely due to the transfer of photoassimilates to the mycorrhizal fungus, which represents a carbon sink. Additionally, in this research, the participation of JA on the metabolic alterations of mycorrhizal tomato roots is dismissed, in which statistical differences proved not significant.

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