Fitocromo(s) y cierre nictinástico foliarIntermediarios y sistemas efectores implicados

Resumen

El presente trabajo se enmarca en la línea de investigación del Departamento de Biología Vegetal de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona que estudia el fotocontrol vía fitocromos (Pr, forma inactiva; Pfr, forma activa) de los movimientos rítmicos y nictinásticos de Albizia lophantha y Robinia pseudoacacia. Los objetivos planteados en el trabajo han sido: a) estudiar el efecto de la aplicación de polioles (sorbitol, manitol y polietilenglicol), sacarosa y fusicoccina, (toxina estimuladora de la actividad ATPasa-H+), sobre el cierre nictinástico dependiente de fitocromos de A. lophantha; b) investigar la incorporación de sacarosa-3H y manitol-3H en los pulvínulos de R. pseudoacacia, después de irradiaciones con luz roja (R) y luz roja lejana (FR); c) investigar la implicación del Ca2+ en el cierre nictinástico dependiente de fitocromos en R. pseudoacacia, mediante la localización citoquímica de Ca2+ intercambiable en las distintas zonas pulvinulares. Los resultados obtenidos demuestran que la aplicación de fusicoccina inhibe el cierre nictinástico de los foliolos de A. lophantha, a las 2 h y a las 8 h del fotoperiodo, tanto en presencia de Pfr como de Pr. Ello indica la presencia de ATPasa(s)-H+ en las células extensoras y el consiguiente aumento de turgencia de dichas células, provocando la inhibición del cierre y estimulando la reabertura. La sacarosa exógena estimula el cierre nictinástico dependiente de fitocromos en A. lophantha. La aplicación simultánea o secuencial de fusicoccina y sacarosa inhibe el efecto de la sacarosa y potencia la acción de la fusicoccina inhibiendo el cierre y estimulando la reabertura. Este sinergismo sugiere que la fusicoccina al incrementar la actividad ATPasa-H+ estimularía el cotransporte sacarosa-H+ dando lugar a un sistema de retroalimentación positivo. La aplicación de sorbitol y manitol incrementa el cierre nictinástico de los foliolos de A. lophantha siendo este más acusado en presencia de Pfr. Sacarosa-3H 50 mM y manitol-3H 50 mM, se incorporan, vía tejidos vasculares, durante el cierre nictinástico a los pulvínulos secundarios de R. pseudoacacia, siendo la cantidad total de sacarosa incorporada casi el doble que la de manitol y en ambos casos independiente de fitocromos. Asimismo se distribuyen en todos los tejidos pulvinulares, desde el cilindro central hasta la epidermis, preferentemente en paredes celulares, citoplasmas y vacuolas. La distribución de sacarosa-3H en los protoplastos extensores y flexores depende del estado de fotoequilibrio de los fitocromos. Después de una irradiación con luz FR se reduce drásticamente la incorporación de sacarosa en los protoplastos extensores y aumenta ligeramente en los protoplastos flexores internos. La incorporación de sacarosa en los protoplastos extensores y flexores no presenta diferencias después de un tratamiento con luz R. La distribución de manitol-3H en protoplastos extensores y flexores también depende del estado de fotoequilibrio de los fitocromos. No presenta diferencias después de un tratamiento con luz R y se acumula en los protoplastos flexores después de una irradiación con FR. Sacarosa-3H y manitol-3H no parecen actuar como osmóticos ya que su incorporación no esta relacionada con los cambios de turgencia celular. La presencia de Ca2+ intercambiable en todos los tejidos pulvinulares de R. pseudoacacia durante el cierre nictinástico corrobora resultados anteriores, e implica al Ca2+ como segundo mensajero de los fitocromos durante el cierre, ya que se evidencia un aumento transitorio de Ca2+ citosólico intercambiable en las células extensoras pulvinulares en presencia de Pfr. Se discuten los resultados obtenidos, relacionándolos con sistemas de transporte descritos en órganos motores de Leguminosas. El trabajo ha sido subvencionado a través de distintos proyectos de investigación como el concedido por el Ministerio de Ciencia e Innovación (ref. CGL2011-26310) y dentro del grupo 2009SGR1016 (AGAUR, Generalitat de Catalunya).