Fisiología comparada de una línea celular clorofílica y una mutante amarilla del zacate Bouteloua gracilis (Kunth) Lag ex Griffiths en condiciones de estrés osmótico

Abstract

Las suspensiones celulares clorofílicas de plantas superiores son una herramienta valiosa para estudiar las respuestas y señales a estrés hídrico asociadas con el cloroplasto. Debido a su importancia metabólica los cloroplastos actúan como sensores de los cambios ambientales y de las redes complejas de señales que coordinan las actividades celulares y ayudan a la célula durante el estrés. En el presente trabajo se realizó la caracterización fisiológica de dos líneas celulares en suspensión del zacate B. gracilis, que se caracterizan, una por ser altamente clorofílica y, la otra, una mutante deficiente de clorofila; se estudió el efecto de la deficiencia de clorofila en la respuesta al estrés osmótico mediante la evaluación de las relaciones hídricas, crecimiento, cambios en los niveles de pigmentos clorofílicos y carotenoides y en la acumulación de prolina y ácido abscísico (ABA). Y el efecto de un periodo de exposición a 0.375 µM de ABA en las variables antes mencionadas. La deficiencia de clorofila en la línea mutante estuvo relacionada con daños en la estructura del cloroplasto, concentraciones bajas de carotenoides y menor acumulación de biomasa fresca. El estrés osmótico provocó disminución en el potencial hídrico y osmótico con efectos negativos en la acumulación de peso fresco para las células clorofílicas. Mientras que el peso seco solo se vio afectado en las células mutantes. Otros resultados encontrados fueron el incremento en la concentración de clorofila, carotenoides y ABA con el incremento de la tensión osmótica en el medio. Las células mutantes no mostraron cambios significativos en el contenido de clorofila. Contrariamente los niveles de carotenoides, prolina y ABA si presentaron incremento en estas células, aunque en menor grado a los observados en la línea clorofílica. La exposición a ABA previamente a la aplicación del estrés osmótico no mostró efecto en cuanto al comportamiento en las variables mencionadas anteriormente en comparación con el tratamiento en el cual las células no fueron expuestas al ABA. Los resultados obtenidos proporcionan información relevante para la realización de estudios posteriores sobre la participación del cloroplasto en la respuesta de la célula vegetal a estrés osmótico. _______________ COMPARATIVE PHYSIOLOGY OF A CHLOROPHYLLIC AND A YELLOW MUTANT CELL LINE OF Bouteloua gracilis (Kunth) Lag. ex Griffiths IN CONDITIONS OF OSMOTIC STRESS. ABSTRACT: Chlorophyllous cell suspensions from higher plants are a valuable tool for studying the responses to water stress and signal associated with the chloroplast. Because of its metabolic importance chloroplasts act as sensors of environmental changes and complex signaling networks that coordinate cellular activities and help the cell during stress. In this work, it was carried out the physiological characterization of two cell suspension lines of the grass B. gracilis, one of them characterized by being highly chlorophyllous and the other one for being a mutant deficient in chlorophyll accumulation is presented. We also studied the effect of the chlorophyll deficiency in the cell response to osmotic stress by evaluating water relations, growth, changes in the levels of chlorophyll and carotenoid pigments, as well as the accumulation of proline and abscisic acid (ABA). ABA is involved in major routes of adaptation to environmental stresses, so we studied the effect of cell exposure to 0.375 uM of this growth regulator in the aforementioned variables. The chlorophyll deficiency in the mutant line was associated with damage to the chloroplast structure, low concentrations of carotenoids and lower accumulation of fresh biomass. The osmotic stress induced a decrease in water and osmotic potential with negative effects on the accumulation of fresh weight for chlorophyllous cells, while the dry weight was only affected in mutant cells. Other results were the increase in the concentration of chlorophyll, carotenoids and ABA with increasing osmotic tension in the medium. Mutant cells showed no significant change in the content of chlorophyll; on the contrary carotenoid, proline and ABA levels in these cells did show an increase, however, they were low with respect to the chlorophyll cell line. Exposure of cells to ABA as a pre-stress treatment did not affect the studied variables in comparison to cells directly grown in the hyperosmotic medium. The results obtained provide relevant information for further studies on the chloroplas involvement of the plant cell response to osmotic stress.