Funció del peròxid d'hidrogen en l'aclimatació de

Abstract

L'objectiu principal d'aquesta tesi fou aprofundir en el coneixement de la relació estrès hídric-estrès oxidatiu. <br/>L'estrès oxidatiu és una de les moltes respostes de les plantes al dèficit hídric. Mentre que l'estrès oxidatiu és la conseqüència d'un desequilibri entre les espècies actives de l'oxigen i les espècies antioxidants a favor de les primeres; el dèficit hídric es dóna quan l'absorció d'aigua per les arrels és menor que la pèrdua d'aigua deguda a la transpiració per les fulles. <br/>Entre les espècies actives de l'oxigen, el peròxid d'hidrogen està involucrat en: inducció de l'estrès oxidatiu; alleujament de cadenes de transport d'electrons sobrecarregades; mort cel·lular programada; enduriment de parets cel·lulars; formació de xilema i senyalització intra- i inter- cel·lular en les respostes de les plantes a molt tipus d'estrès.<br/>Per una altra banda existeix el que s'anomena regulació redox, que inclou l'equilibri entre les espècies actives de l'oxigen i les espècies antioxidants, així com l'equilibri entrte les diferents parelles redox, com són les formades per ascorbat/dehidroascorbat, NAD(P)H/NAD(P)+ i glutatió/diglutatió, entre d'altres. L'equilibri entre aquestes parelles redox influeix sobre la formació i la destrucció de ponts disulfur de gran nombre d'enzims, que al seu torn indueix canvis conformacionals i en regula l'activitat, de manera que la regulació redox és clau en el metaboisme cel·lular vegetal. <br/>En primer lloc es va incidir en conèixer en la funció del peròxid d'hidrogen en l'aclimatació al dèficit hídric d'una espècie arbustiva mediterrània resistent a la sequera<br/>Amb aquest objectiu es va estudiar la funció del peròxid d'hidrogen en l'aclimatació al dèficit hídric de Cistus albidus L. en condicions de camp. C. albidus es pot fer servir com a model de planta mediterrània resistent a la sequera, doncs és una planta arbustiva escleròfila, semi-decídua amb una resposta molt característica i fàcil de caracteritzar. Resisteix continguts hídric molt baixos a les seves fulles durant períodes de temps llargs i no presenta exigència davant el tipus de sòl en el que creix. <br/>Els resultats obtinguts mostren que el peròxid d'hidrogen va augmentar en resposta al dèficit hídric i que contribueix a l'aclimatació de C. albidus a la sequera d'estiu. En primer lloc, es va comprovar que el peròxid d'hidrogen no provoca estrès oxidatiu, ans al contrari, doncs simultàniament va augmentar la concentració d'ascorbat i va disminuir la de MDA (marcador de peroxidació lipídica). Altres estudis complemetaris demostren que l'augment de peròxid d'hidrogen està involucrat en la formació d'esclerènquima (mort cel·lular programada i engruiximent de la paret); formació d'àcid ascòrbic via àcid abscísic; formació de xilema; i fins i tot podria estar involucrat en la síntesi de metil-jasmonat.<br/>En segon lloc, com a mesura directa de la relació estrès hídric estrès oxidatiu es van estudiar els canvis en l'estat redox del citoplasma de les cèl·lules foliars de plantes d'Arabidopsis thaliana transformades amb proteïnes c-roGFP1. Aquestes plantes expressen proteïnes amb fluorescència verda (Green Fluorescent Protein) que són sensibles a l'estat redox del citoplasma on s'expressen, en aquest cas el citoplasma. Els resultats obtinguts mostren que el dèficit hídric gradual incrementa l'estat redox del citoplasma, tot i que aquest canvi no és el primer que experimenten les plantes, doncs el primer paràmetre on es va observar el canvi fou a l'àrea foliar de les plantes estudiades.

The aim of this thesis was deepening into the knowledge of the relationship water stress-oxidative stress. <br/>Oxidative stress is one of the many responses of plants to water deficit. Whereas oxidative stress is the consequence of an imbalance between active oxygen species and antioxidant species, favouring the first; water deficit is produced when there is less absorption of water from the roots than the loss of water from the leaves (transpiration). <br/>Among active oxygen species, hydrogen peroxide is involved in oxidative stress induction, relieve of overreduced electron transport chains, programmed cell death, cell wall hardening, xylem formation and intra- and inter-cellular signalling.<br/>The first aim was to know the function of hydrogen peroxide in the acclimation of a drought-resistant Mediterranean shrub. <br/>The chosen plant species was Cistus albidus L. because it can be used as a model of Meditarrean drought-resistant plant. C. albidus is a schlerophyllous shrub, semi deciduous with a characteristic and easy to characterize response. It is able to resist very low water contents and it has no special necessities regarding to soil characteristics.<br/>The results obtained show that hydrogen peroxide increased in response to water deficit, and that contributes to the acclimation of C. albidus to summer drought. First of all it was shown that hydrogen did not induce oxidative stress. Complementary studies show that hydrogen peroxide increase is involved in sclerenchyma formation, ABA-induced ascorbate formation, xylem formation, and could even be involved in methyl jasmonate biosynthesis. <br/>The second aim, a direct measurement of the relationship water stress oxidative stress, was based on the changes in the redox state of the cytoplasm of the leaf cells of Arabidopsis thaliana plants transformed with c-roGFP1 protein. These plants express proteins with green fluorescence that are sensitive to the redox state of the compartment where they are espressed, in this case the cytoplasm. The results obtained show that gradual water deficit induces an increase in the redox state of the cytoplasm, even though this is not the first change experienced in these plants. Among the parameters studied, the first was the reduction of leaf area.