Kinetics of aluminium association to cell suspensions of Coffea arabica L., and its effect on the signal transduction pathway mediated by phospholipids / Fausto Humberto Quintal Tun

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

El aluminio (Al) es el tercer elemento más abundante en la litósfera, constituyendo el 8.1 por ciento de peso en el suelo. Bajo condiciones de acidez (pH Menor 6.0), se incrementa la solubilidad del Al para dar lugar a las formas químicas A13+, AI(OH)2+ y AI(OH)2+ lo cual determina su toxicidad para las plantas. El ion A13+ es la especie mononuclear más tóxica de Al e inhibe la elongación de las raíces. Se ha documentado que el Al afecta los cultivos de Coffea arabica reduciendo la producción de peso seco de sus raíces, su longitud, su superficie y cambiando su coloración de blanco a pardo. Las hojas del cafeto desarrollan una necrosis en el margen y se rizan; los análisis nutrimentales de estas hojas reflejan una reducción en los contenidos de Ca y P, pero un incremento en los valores de Al. El objetivo del presente estudio fue determinar las cinéticas de asociación del Al a células de café y el efecto de esta asociación sobre la ruta de transducción de señales, mediada por fosfolípidos, como un posible blanco en etapas tempranas de la toxicidad de este mineral en las plantas. La determinación de estas cinéticas mostraron que diferentes especies de Al se asocian a las suspensiones celulares de café de manera dependiente del pH. La asociación de Al siempre fue mayor a pH 4.3 comparado con la asociación a pH 5.8. La forma de Al libre se asoció preferentemente en comparación con lo asociado en forma de complejo. Sin embargo, estas diferencias, no se reflejan en las diferencias en cuanto al efecto del Al sobre la ruta de transducción de señales estudiada. Ambas formas de Al, tanto la libre como el complejo, inhibieron la formación del segundo mensajero inositol 1,4,5-trisfosfato (IP3), tanto a pH 4.3 o pH 5.8. El AICf3 (la forma de Al libre) también inhibió la formación del ácido fosfatídico (PA), pero el hidroxialuminosilicato (HAS; el complejo de Al) no mostró efecto sobre la formación de este segundo mensajero. Con base en los resultados, se puede concluir que el Al se asoc.ia rápidamente a las células de café, que la mayor parte del Al asociado se acumuló en la pared celular, afectando la ruta de transducción de señales mediada por fosfolípidos al inhibir diferencialmente la formación de los segundos mensajeros IP3 y PA.