¿Cómo responden al déficit hídrico las plantas noduladas?: una aproximación desde el estudio del traductoma

Abstract

La soja obtiene la mayoría del nitrógeno que necesita mediante una interacción simbiótica con bacterias fijadoras de nitrógeno. El déficit hídrico es uno de los factores que más afecta el rendimiento del cultivo. La nodulación puede influenciar positivamente las respuestas al déficit hídrico en leguminosas gracias a modular el metabolismo del nitrógeno y de hormonas, el ajuste osmótico y los sistemas antioxidantes. Sin embargo, existe escasa evidencia sobre los mecanismos moleculares responsables de la alteración de la respuesta a déficit hídrico de una planta nodulada respecto a una no nodulada. A su vez, el control traduccional de la expresión génica es importante en condiciones de estrés y ha sido determinado como relevante en plantas bajo déficit hídrico. En este trabajo, se analizaron las respuestas diferenciales de raíces de soja, noduladas o no, en déficit hídrico a nivel transcripcional y/o tradccional. Por ende, se estudiaron los transcriptomas y traductomas de raíces en cuatro tratamientos combinados. Se encontró que las respuestas de plantas noduladas en déficit hídrico fueron más complejas a nivel de genes diferencialmente expresados (DEGs) totales en comparación con plantas no noduladas. Dicha complejidad se observó también a nivel de DEGs con regulación traduccional y de factores de transcripción DEGs. Además, se identificaron módulos de co-expresión génica que fueron asociados con procesos biológicos relevantes en las respuestas diferenciales de las plantas. La biosíntesis de metabolitos secundarios, particularmente de fenilpropanoides y flavonoides, se vio afectada negativamente por el déficit hídrico. A su vez, se reprogramó la vía de señalización mediada por MAPK y genes del metabolismo de la galactosa se sobreexpresaron en plantas noduladas bajo déficit hídrico. Notablemente, en estas condiciones, la regulación traduccional de genes participantes en los procesos de fosforilación oxidativa e iniciación de la traducción fue clave. Se identificaron genes candidatos robustos sujetos a control traduccional en raíces de plantas de soja noduladas sometidas a déficit hídrico para futuramente analizarlos funcionalmente. Para ello se puso a punto el sistema de transformación transitoria mediado por Rhizobium rhizogenes.