El paper de la glicina-betaïna en l’estrès tèrmic de les tomaqueres

Dels articles «Glycinebetaine enhances the tolerance of tomato plants to high temperature during germination of seeds and growth of seedlings», de Li S, Li F, Wang J, Zhang W, Meng Q, Chen TH, Murata N, Yang X, publicat a Plant, Cell & Environment, i «Glycine betaine protects tomato (Solanum lycopersicum) plants at low temperature by inducing fatty acid desaturase7 and lipoxygenase gene expression», de Karabudak T, Bor M, Özdemir F, Türkan İ, publicat a Molecular Biology Reports , i el llibre «Aproximación a la fruticultura integral», d’Eduard Llaudó Avila, publicat per Agrolatino.

La glicina betaïna (GB) és un derivat aminoàcid habitual a les plantes en condicions d’estrès. Es coneix que la glicina-betaïna a les cèl·lules sota estrès osmòtic manté la proporció d’aigua abaixant el contingut de soluts, és a dir, actuant sobre l’ajustament osmòtic.

De forma més amplia, la GB juga un paper important com a solut compatible en plantes sotmeses a diversos tipus d’estrès mediambiental, com nivells alts de sals, sequera, o temperatures altes o baixes. En la majoria de conreus l’aplicació de glicina betaïna acostuma a millorar la tolerància a les condicions d’estrès. Es pot posar com a exemple dues experiències amb tomàquet:

a) Altes temperatures. Tomàquets de la varietat ‘Moneymaker’ es transformaren amb un gen codA, d’Arthrobacter globiformis, de manera que es produís més GB. Per exemple, a les llavors hi havia concentrcions de fins a 1 µmol/gr de pes sec, mentre que a les llavors originals (WT) no n’hi ha. Es va observar que les llavors del tomàquet transgènic van germinar més ràpidament i amb major freqüència que les llavors WT sota tractament de temperatures altres, observant-se també una major expressió de proteïnes relacionades amb xoc tèrmic. Per un altre costat, l’addició de GB al mitjà de germinació o el remullat de llavors en una solució de GB va millorar la tolerància de les llavors WT a altes temperatures. Les llavors WT tractats amb GB exògens també van expressar gens de xoc tèrmic a nivells elevats i van acumular més proteïnes relacionades que els controls. Els resultats suggereixen que la GB, acumulada in vivo en llavors transgèniques o aplicada de forma exògena, va millorar l’expressió dels gens de xoc tèrmic i va millorar la tolerància a l’alta temperatura de les llavors de tomàquet durant la germinació.

b) Baixes temperatures. L’estrès per fred limita la productivitat, el rendiment i la qualitat dels conreus. La tolerància al fred està associada amb la variació del tipus d’àcids grassos a les membranes cel·lulars, i específicament amb l’augment de la proporció d’àcids grassos insaturats. Es coneix que l’acumulació de glicina-betaïna (GB) és eficaç en les membranes protectores per mitigar els efectes d’estrès en fred, però el mode d’acció és poc conegut.

Es va estudiar el paper de la GB en les respostes a l’estrès fred de dues varietats de tomàquet: Gerry (sensible al fred) i T47657 (moderadament tolerant al fred) i es varen comparar les diferències d’expressió genètica de la lipoxigenasa-13 (TomLOXF) i la dessaturasa 7 d’àcids grassos (FAD7), així paràmetres fisiològics, incloent-hi taxes de creixement relatives, contingut d’aigua relatiu, potencial osmòtic, eficiència fotosintètica, filtració de membrana, i nivells de peroxidació lipídica.

Els resultats indiquen que la GB pot tindre relació en l’expressió de la TomLOX i la FAD7 en la protecció contra l’estrès per fred en plantes de tomàquet, que podria estar relacionada amb el procés de dessaturació dels lípids que alhora condueix a una major estabilitat de la membrana i / o inducció d’altres gens relacionats amb la defensa de l’estrès.