An overview of ROS and RNS metabolism in the olive reproductive process

Abstract

The olive tree (Olea europaea L.) has a high economical and social importance in the Mediterranean area. Spain as the main world producer, and specially Andalusia, has very significant positions regarding these aspects. The peculiarities of the olive tree in relation with the reproductive process make its study an important tool to achieve satisfactory yield production. We are beginning to understand that Reactive Oxygen Species (ROS) and Reactive Nitrogen Species (RNS), far from their traditional roles related to toxicity and stress, have much to say in Plant Reproductive Biology as in the many processes that have been described to by regulated by these two groups of molecules. As a first approach, and aimed to study the overall implications of ROS and RNS in the Reproductive Biology of Plants, we used flowers from a variety of Higher Plant families with different types of stigmas and self-incompatibility systems (as well as an ancient representative of Angiosperms) at different developmental stages. We analysed the presence of ROS (H2O2)/NO in these stigmas by fluorescence stereomicroscopy. Next, we performed a detailed and individualised detection of H2O2, O2 - and NO in the olive stigmas, anthers and pollen grains over several developmental stages under stereomicroscopy and high-resolution confocal laser scanning microscopy by using highly selective probes.

El olivo (Olea europaea L.) posee una gran importancia económica y social en el área mediterránea. España como el mayor productor mundial, y especialmente Andalucía, tiene una posición muy significativa en relación con estos aspectos. Las peculiaridades del olivo en relación a los procesos reproductivos hacen de su estudio una importante herramienta para alcanzar una producción satisfactoria. Estamos empezando a conocer que las especies de oxígeno reactivo (ROS) y las especies de nitrógeno reactivo (RNS), lejos de sus tradicionales funciones implicadas en toxicidad y estrés, tienen mucho que decir en la Biología Reproductiva de las Plantas, tanto como en los numerosos procesos regulados por estos dos grupos de moléculas. Como una primera aproximación, y con objeto de estudiar las implicaciones generales de las ROS y RNS in la Biología Reproductiva de las Plantas, usamos flores de varias familias de Plantas Superiores con diferentes tipos de estigmas y de sistemas de autoincompatibilidad (así como un representante primigenio de las Angiospermas) en diferentes estadios de desarrollo. Analizamos la presencia de ROS (H2O2)/NO en dichos estigmas mediante estereomicroscopía de fluorescencia. A continuación, realizamos una detección detallada e individualizada de H2O2, O2 - y NO en los estigmas, anteras y granos de polen de olivo en diferentes estadios de desarrollo mediante técnicas de estereomicroscopía y microscopía láser confocal de alta definición, usando sondas altamente selectivas.