Estudio del efecto de la acumulación de Pb2+ sobre la biosíntesis de Fitoquelatinas y de Glutation en el helecho acuático Salvinia minima Baker / Neyi Eloisa Estrella Gómez

Tesis (Doctorado en Ciencias y Biotecnología de Plantas) .-- Centro de Investigación Cinetífica de Yucatán, 2008.

En el presente trabajo se estudiaron los posibles efectos de la acumulación de plomo (Pb 2+) sobre la biosíntesis de fitoquelatinas (PC) y de glutatión (GSH) tanto en las hojas como en las raíces de Salvinia mínima, ya que, se ha sugerido la participación de la ruta metabólica de azufre, como uno de los posibles mecanismos de desintoxicación de Pb2+. Los estudios se basaron en: determinar la capacidad de acumulación de Pb2+, la cuantificación del contenido de pigmentos clorofilicos, la identificación y la cuantificación de tioles (-sH) como PC y GSH; la realización de ensayos enzimáticos de fitoquelatina sintasa (PCS) y de glutatión sintetasa (GS); además, de los análisis en los cambios de expresión de los genes que codifican para estas enzimas. Los resultados confirmaron que el helecho acuático Salvinia mínima al ser expuesto a 40 ¡.tM Pb(NO3)2 durante un período de 120 h es capaz de capturar y acumular Pb2+, encontrandose diferencias significativas (p mayor que 0.05) entre tejidos los tejidos evaluados. El posible daño en la capacidad fotosintética de S. minima se evaluó indirectamente a través de la determinación de clorofila a (Ca), clorofila b (Cb) y carotenoides totales (Ct) en hojas y en raíces. El análisis de tioles permitió la identificación y cuantificación de fitoquelatinas PC2, PC3 y PC4 en los tejidos expuestos a Pb2+ demostrando que existen cambios estadísticamente significativos (p mayor que 0.05) en la producción de estos polímeros en relación con las plantas control (sin exposición a Pb2+). Los ensayos de la actividad enzimática de fitoquelatina sintasa (PCS) mostraron que la acumulación de Pb2+, modifica la actividad de esta enzima, tanto en las hojas como en las raíces. Posteriormente, el aislamiento de un fragmento de 397pb del gen de fitoquelatina sintasa (SmPCS) permitió analizar los posibles cambios en los niveles de expresión de este gen en los tejidos de S. minima. El estudio de la relación entre la acumulación de Pb+2, la actividad enzimática de PCS y la producción de PC en raíces, mostró que la actividad de la PCS y la producción de PC, incrementa con el aumento en la concentración del metal en ese tejido; sin embargo, en las hojas se encontró que la asociación entre estas variables, sugiere que la producción de PC puede ser limitada. Los análisis realizados al tiol glutatión (GSH) mostraron cambios estadísticamente significativos (p mayor que 0.05) en la concentración del tiol en ambos tejidos de la planta expuestos a Pb2+, en relación con las plantas control. La actividad enzimática de la glutatión sintetasa (GS) se vió afectada en ambos tejidos por la presencia de Pb2+. El aislamiento de un fragmento de 478 pb del gen que codifica para la enzima glutatión sintetasa (SmGS) permitió analizar los cambios de expresión de este gen en tejidos de S. mínima. El estudio de la asociación relación entre la acumulación de Pb+2, la actividad enzimática de GS y la producción de GSH, sugiere que la´ participación de GSH no esta directamente asociada con la acumulación de Pb2+. En conclusión, la acumulación de Pb2+ en las raíces y hojas de Salvinia mínima induce una serie de respuestas fisiológicas que implican la participación de tioles involucrados en el metabolismo de azufre como PC y GSH, ya sea de manera directa al modificar su concentración, o bien, afectando de forma indirecta las actividades enzimáticas y los cambios de expresión de los genes que codifican para las enzimas involucradas en su síntesis.