Estudio de una aminotransferasa de soja con potencial aplicación biotecnológica

Abstract

La soja es uno de los cultivos más importantes a nivel nacional, tanto por la superficie de siembra como por su relevancia en el mercado internacional. Las condiciones bióticas y abióticas del ambiente determinan en gran medida la producción y el rendimiento del cultivo de soja, siendo el déficit hídrico el factor que genera más pérdidas en el rendimiento. Las plantas presentan diversos mecanismos para hacerle frente a las condiciones de sequía, dentro de los cuales se encuentra la reprogramación metabólica. La acumulación de aminoácidos específicos, como la prolina y los aminoácidos de cadena ramificada (BCAAs) es una respuesta frecuente al estrés en las plantas. Ensayos anteriores del laboratorio determinaron que distintos genotipos de soja acumulan BCAAs en condiciones de déficit hídrico, y que el genotipo más tolerante a esas condiciones de estrés alcanza niveles más elevados de BCAAs que los otros dos genotipos analizados. La acumulación de BCAAs depende de enzimas que participan en sus síntesis y degradación, así como de la degradación de proteínas. Se ha propuesto que la regulación transcripcional de las enzimas que participan en el metabolismo de BCAAs sería de especial relevancia en condiciones de estrés hídrico. En este trabajo se identificó un gen de soja (GmDIAT) con alta similitud de secuencia con OsDIAT, el cual fue identificado en arroz como un gen inducido por sequía que codifica para una aminotransferasa de BCAAs. La sobreexpresión de OsDIAT en arroz aumenta los niveles de BCAAs y la tolerancia al déficit hídrico en esta planta. En el presente trabajo se demostró que GmDIAT se induce en condiciones de déficit hídrico, y su expresión heteróloga en Arabidopsis promueve la acumulación de BCAAs. Los resultados también indican que la expresión de GmDIAT en Arabidopsis promueve la germinación y crecimiento de las plantas en condiciones de estrés osmótico y salino, y aumenta el rendimiento de las plantas expuestas a condiciones de déficit hídrico. En conjunto estos resultados sugieren que GmDIAT es un buen candidato para incrementar la tolerancia de soja frente a condiciones de déficit hídrico.