Selección y caracterización de mutantes de Arabidopsis alterados en la respuesta a metales pesados

Abstract

El objetivo de este trabajo ha sido generar un conjunto de genes útiles con fines de fitorremediación, para ello se realizó una selección de líneas mutantes de Arabidopsis thaliana en relación a su respuesta a los metales pesados presentes en un medio seleccionado a partir de las condiciones de pH y los metales presentes en los suelos de dos zonas mineras españolas: Riotinto, altamente contaminada y Alquife, moderadamente contaminada. Se seleccionaron 74 líneas más resistentes y 46 más sensibles, concluyendo que la respuesta al estrés por metales pesados implica prácticamente todos los procesos fisiológicos en la planta, incluyendo proteínas relacionadas con el estrés, con el transporte de metales, con procesos redox, con proteínas reguladoras de mecanismos de señalización, enzimas y proteínas relacionadas con la transcripción.

Para verificar la selección realizada y estudiar el posible empleo de estos mutantes con fines de fitorremediación, se seleccionaron varias líneas resistentes (Athpp9, Atnramp5, Atkup8) y otra sensible (Atala4), todas ellas relacionadas con la función de transporte y se analizaron en mayor profundidad frente a la mezcla de metales pesados y el Cd, estudiando diferentes parámetros fisiológicos, expresión de los genes, el contenido de metales en sus tejidos y parámetros oxidativos, con el fin de profundizar en el estudio de las funciones de estos transportadores y dilucidar acerca de su posible función para la descontaminación de suelos.

Como principal contribución de este trabajo, se puede indicar que el transportador de Arabidopsis thaliana, NRAMP5, podría estar implicado en la translocación de Mn y Fe y como efecto colateral podría también estar involucrado en el transporte de Cd y Cr, de la raíz a la parte aérea. Además, se puede indicar que esta es la primera vez que se han estudiado las proteínas HPP9, ALA4 y KUP8 en respuesta a metales pesados y se ha determinado que las dos primeras podrían ser útiles para fitorremediación y la recuperación de suelos contaminados, ya que parecen estar involucrados en la entrada y translocación de los metales pesados desde el suelo y además, los mutantes Athpp9 y Atala4 conservan su fenotipo con un extracto de los suelos originales con dos enmiendas diferentes. El KUP8 sin embargo, más que estar directamente involucrado en la entrada o translocación de los metales pesados, parece estar relacionado con la distribución subcelular de potasio o la señalización dependiente de metales pesados, que lleva a la reducción de tamaño en las plantas.