Vitamina E: ubiqüitat tissular i relació amb els jasmonats, claus de la interacció entre la resposta a l'estrès abiòtic i biòtic en plantes

Abstract

Tots els organismes fotosintètics són capaços de sintetitzar vitamina E, la qual s’acumula de forma ubiqua en els teixits vegetals, tant en els fotosintètics com en els no fotosintètics. Mentre que la vitamina E és un important antioxidant cloroplàstic que respon als estressos ambientals, els jasmonats, hormones derivades de la peroxidació lipídica en els cloroplasts, són reguladors essencials de la resposta a l’estrès biòtic. La relació entre aquestes dues famílies moleculars juga un paper important en el control de l’estat redox cloroplàstic sota condicions d’estrès, el qual és determinant en la senyalització retrògrada. A més, aquesta relació és de gran rellevància fisiològica donada la implicació de la vitamina E i dels jasmonats en la resposta a l’estrès abiòtic i biòtic, respectivament. En aquest treball s’estudia, per una banda, la presència i funció de la vitamina E en teixits tant fotosintètics com no fotosintètics en Fragaria x ananassa var. Albion sota condicions controlades d’estrès hídric, planta que ens ofereix una singular varietat de teixits no fotosintètics en el fals fruit (receptacle i aquenis), i per altra banda, s’estudia la relació de la vitamina E amb els jasmonats i la seva implicació en la interacció entre la resposta a l’estrès abiòtic i biòtic en un arbust mediterrani (Cistus albidus L.) en condicions naturals on coincideixen diversos estressos abiòtics i biòtics. Els resultats posen en rellevància la universalitat de la vitamina E en teixits fotosintètics i no fotosintètics, tant en plantes d’interès agronòmic com en plantes d’interès ecològic. A més, la relació entre la vitamina E i els jasmonats resulta ser bidireccional, essent compatible l’acumulació d’ambdós però amb algunes limitacions. La possible implicació d’aquesta relació en la interacció entre la resposta a l’estrès abiòtic i biòtic es discuteix en relació a l’estudi de C. albidus sota condicions naturals de convergència d’estressos. A més, es posa de manifest la relació d’aquesta espècie amb l’herbivorisme i el parasitisme causat per Cytinus hypocistis, planta holoparàsita que també acumula vitamina E en els seus teixits no fotosintètics. En conclusió, la vitamina E es troba de forma ubiqua en plantes (tant en les que realitzen fotosíntesi com en plantes holoparàsites), s’acumula tant en teixits fotosintètics com en teixits no fotosintètics, i en conjunt juga un paper fonamental en la resposta de les plantes a l’estrès, tant pel seu paper antioxidant com per la seva relació amb els jasmonats, la qual cosa pot tenir implicacions ecofisiològiques en la interacció entre la resposta a l’estrès abiòtic i biòtic

All the photosynthetic organisms are capable of synthesising vitamin E, which is accumulated in both photosynthetic and non-photosynthetic tissues. While vitamin E is an important chloroplastic antioxidant that responds to environmental stresses, jasmonates, hormones that derive from lipid peroxidation in chloroplasts, are essential regulators of the response to biotic stress. The relationship between these molecular families plays a key role in the control of the chloroplastic redox state under stress conditions, which is a determinant in retrograde signalling. Furthermore, this relationship is important from a physiological point of view due to the involvement of vitamin E and jasmonates in the abiotic and biotic stress response, respectively. In the present study, the presence and function of vitamin E in both photosynthetic and non-photosynthetic tissues are studied on the one hand in Fragaria x Ananassa var. Albion under controlled conditions of drought stress. This plant offers us a singular variety of non-photosynthetic tissues in the false fruit (flesh and achenes). On the other hand, the relationship between vitamin E and jasmonates and its implication in the interaction between the abiotic and biotic stress responses is studied in a Mediterranean shrub (Cistus albidus L.) under natural conditions where abiotic and biotic stresses converge. Results highlight the universality of vitamin E in photosynthetic and non-photosynthetic tissues, both in plants of agronomical and ecological interest. Furthermore, the relationship between vitamin E and jasmonates is bidirectional so their accumulation is compatible but with some limitations. The possible implication of this relationship in the abiotic and biotic stress response interaction is discussed in relation to the study of C. albidus under natural conditions where stresses converge. In addition, the relationship between this species and herbivory and parasitism caused by Cytinus hypocistis, an holoparasitic plant that also accumulates vitamin E in its non-photosynthetic tissues, is highlighted. It is concluded that vitamin E is accumulated widely in plant tissues, both in photosynthetic and non-photosynthetic plants and tissues, and it plays a key role in plant stress response, because of its antioxidant function but also because of its relationship with jasmonates, which could have ecophysiological implications in the interaction between abiotic and biotic stress response.