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IDENTIFICACION Y CARACTERIZACION DE NUEVOS MECANISMOS REGULADORES QUE GOBIERNAN LOS FLUJOS DE POTASIO EN ARABIDOPSIS

Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas

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Año de inicio

2023

Organismo financiador

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

Tipo de proyecto

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Responsable científico

Yenush Lynne Paula

Resumen

El potasio es el principal catión monovalente en la nutrición de las plantas. En la mayoría de las células vegetales, el potasio se acumula contra su gradiente de concentración en cantidades relativamente elevadas, mientras que otros cationes, como el sodio, deben excluirse para evitar su toxicidad. La asimilación del potasio por la planta se ve afectada por su disponibilidad en los suelos y por la presencia de sodio. La relación sodio/potasio es un factor clave para la supervivencia de las plantas en suelos salinos. Por lo tanto, el ajuste fino de la nutrición de potasio es vital para la capacidad de la planta de hacer frente al estrés por salinidad o sequía. Los estudios de las secuencias genómicas de las plantas revelan tres familias de genes que codifican transportadores de potasio de la membrana plasmática. Entre ellos, un miembro de la familia de canales voltaje-gated (VG), KAT1 es el principal canal de potasio en las células oclusivas de los estomas. Anteriormente, identificamos y caracterizamos varios participantes nuevos implicados en la regulación de KAT1. En el proyecto actual, nos proponemos avanzar más en estas líneas de investigación, centrándonos en si estos reguladores son específicos de KAT1 o si, por el contrario, son capaces de regular canales de potasio adicionales, y en otra de nuestras observaciones del proyecto anterior sobre un mecanismo novedoso que regula la acumulación de ARNm de KAT1. En concreto, nos proponemos estudiar: A) Papel general de los reguladores de KAT1 Determinaremos si los interactores de KAT1 previamente identificados también regulan otros transportadores de potasio, como KAT2, AKT1 o HAK5. Por otra parte, uno de nuestros candidatos previamente identificados que interactúa con KAT1, VAP27-4, puede ser un regulador general de la endocitosis. Nuestra hipótesis es que VAP27-4 puede participar en la endocitosis y/o en la correcta entrega y acumulación de KAT1 a la membrana plasmática y como regulador general de la endocitosis. Si se confirma esta función general para VAP27-4, sería una proteína de gran interés y ayudará a descifrar los mecanismos moleculares de la endocitosis vegetal y su papel en la regulación del transporte de potasio. B) Nuevos mecanismos de regulación de los canales de potasio Observamos que la acumulación de KAT1-YFP expresada bajo el control del promotor constitutivo CaMV35S está restringida a las células oclusivas en plantas transgénicas de Arabidopsis. Se trata de un hallazgo novedoso. Nos proponemos estudiar el mecanismo subyacente a esta observación contrastada. Nuestra hipótesis de partida es que un miRNA específico, ausente en las células oclusivas, puede ser responsable de este fenómeno. En resumen, anteriormente, identificamos y caracterizamos participantes en la compleja red reguladora del canal de potasio KAT1. En el proyecto actual, nos proponemos determinar si se trata de factores reguladores específicos o generales e identificar mecanismos moleculares novedosos que gobiernen la regulación de la acumulación de la proteína KAT1 y posiblemente de canales de potasio adicionales utilizando técnicas de biología molecular de plantas en las que tenemos experiencia demostrada. Además, comprobaremos la respuesta de los mutantes de deleción o sobrexpresión generados en el presente proyecto a nivel fisiológico en condiciones de estrés abiótico. La generación de este conocimiento será útil para desarrollar variedades de cultivo más tolerantes a la sal y/ sequía.