Partial sequence analysis and relative expression of the HSP70 gene of Vasconcellea pubescens

Análisis de la secuencia parcial y expresión relativa del gen HSP70 de Vasconcellea pubescens

Los factores medioambientales afectan a casi todas las zonas terrestres del planeta. El calentamiento global es uno de los más destructivos de estos factores porque tiene efectos adversos en los sistemas de producción de cultivos. Las plantas son organismos sésiles que han desarrollado mecanismos complejos para hacer frente a los factores de estrés. Las proteínas de choque térmico (HSP) son uno de esos mecanismos. En este estudio, analizamos una secuencia genética parcial que codifica para la proteína HSP70 en Vasconcellea pubescens. También medimos la expresión relativa del gen en plántulas de Vasconcellea pubescens y realizamos ensayos bioquímicos bajo estrés térmico. Las plántulas se expusieron a tres temperaturas 25 °C (control), 45 °C y 55 °C (temperaturas de estrés) durante 4 horas. El análisis bioinformático condujo a la primera descripción de una secuencia parcial del gen HSP70 y su historia evolutiva en V. pubescens. Encontramos diferencias significativas para la expresión relativa del genHSP70, el porcentaje de fuga de electrolitos y el contenido de prolina entre las plantas sometidas a estrés térmico y las del grupo de control. Nuestros resultados mostraron que V. pubescens muestra termotolerancia incluso bajo temperaturas extremas. V. pubescens es una especie poco estudiada que puede contener genes de interés biotecnológico (como el HSP70) que podrían utilizarse para la modificación genética de plantas.

1. INTRODUCCIÓN

El aumento de la temperatura parece ser uno de los principales factores abióticos que afectan al rendimiento de los cultivos. Se estima que, en escenarios suaves (aumento de 2 °C), la reducción del rendimiento de los cultivos oscila entre el 8 % y el 19 %, mientras que en escenarios severos (aumento de 4 °C), la reducción podría oscilar entre el 20 % y el 48 % [1]. Cada planta posee un rango distinto de temperaturas mínimas, máximas y óptimas para su crecimiento y desarrollo [2]. En su hábitat natural, las plantas sufren estrés térmico durante periodos de días consecutivos con temperaturas anormalmente altas, denominados olas de calor [3]. La gravedad del estrés térmico depende de la frecuencia, intensidad y duración de la ola de calor [4].

Cuando las altas temperaturas empiezan a afectar a los procesos biológicos de los organismos, activan un mecanismo de respuesta al choque térmico (HSR) [5]. En las plantas que han desarrollado termotolerancia, a menudo a través de la exposición a temperaturas no letales, esta respuesta incluye un aumento en la expresión de genes que codifican Proteínas de Choque Térmico (HSPs) [5, 6, 7]. Se trata de un grupo de proteínas relacionadas con el estrés que se conservan a lo largo de la evolución y están presentes en casi todas las células vivas.