Absorción de K+ en plantas con diferente tolerancia a la salinidad


Author

Alemán Guillén, Fernando

Director

Ortiz López, Antonio

Rubio Muñoz, Francisco

Martínez López, Vicente

Date of defense

2009-11-26

ISBN

9788469328514

Legal Deposit

MU-1033-2010



Department/Institute

Universidad de Murcia. Departamento de Biología Vegetal

Abstract

El trabajo realizado en la Tesis Doctoral llega a las siguientes conclusiones:<br/>1.- T. halophila muestra una relación en peso raíz/parte aérea mayor que A. thaliana, y esta diferencia se ve incrementada en condiciones de estrés salino, lo que podría suponer una ventaja para afrontarlo.<br/>2.- El estrés salino produce en A. thaliana mayores reducciones en la absorción y en las concentraciones internas de K+ que en T. halophila, a la vez que T. halophila presenta menor absorción de Na+ y transporte a la parte aérea que A. thaliana. Ambas circunstancias resultan en una mayor relación K+/Na+ en T. halophila, lo que puede suponer una mayor tolerancia a la salinidad.<br/>3.- El gen ThHAK5 codifica para un transportador que media un transporte de K+ de alta afinidad en levaduras similar al observado en las plantas de T. halophila lo que sugiere que este transportador juega un papel fundamental en la absorción de K+ en el rango de la alta afinidad en esta especie vegetal.<br/>4.- Aunque AtHAK5 y ThHAK5 presentan una gran homología de secuencia y unas características funcionales similares, la regulación de los genes que los codifican difieren en condiciones salinas. Así, la salinidad reduce en menor medida la inducción de ThHAK5 por ayuno de K+. En consecuencia, la absorción de K+ de alta afinidad está menos afectada por la presencia de NaCl en el medio externo en T. halophila.<br/>5.- La mutagénesis al azar permite encontrar aminoácidos importantes para la función de las proteínas y ésta ha permitido identificar dos versiones mutantes del transportador de K+ de alta afinidad AtHAK5 más eficientes, capaces de transportar K+ a concentraciones externas de Na+ muy elevadas (0.1 mM K+ y 800 mM Na+).


The work done in this Thesis provides some interesting conclusions:<br/>1.- Thellungiella halophila show a weight ratio root/shoot bigger than Arabidopsis thaliana, and this difference arise under salt stress, what might provide an effective mechanism of salt tolerance to T. halophila.<br/>2.- In A. thaliana, salt stress induces a bigger reduction of K+ uptake and tissue concentrations than in T. halophila, and at the same time T. halophila shows a reduced Na+ uptake and Na+ transport to the shoot. Both properties enable a higher ratio K+/Na+ in T. halophila which might be another mechanism of salt tolerance. <br/>3.- The ThHAK5 gene isolated in this Thesis, encode a K+ transporter that mediates high affinity K+ transport in Saccharomyces cerevisiae similar to the observed in intact plants of T. halophila, which suggest a key role of this transporter in the high affinity range of concentrations.<br/>4.- Although AtHAK5 and ThHA5 shows high sequence homology and similar functional properties, gene regulation is different under salt stress. Thus, salinity reduces to a lesser extent the K+-starvation ThHAK5 induction. As a consequence, high affinity K+ uptake is less affected by NaCl in T. halophila. <br/>5.- Random mutagenesis allows the identification of important aminoacids for protein function, and with this technique two more efficient mutant versions of AtHAK5 have been isolated. The evolved AtHAK5 mutant versions are able to transport K+ at high Na+ external concentrations (0.1 mM K+ and 800 mM Na+) in yeast.

Keywords

Thellungiella halophila; K+ transport; gene expression; ThHAK5; mutagenesis; heterologous expression; AtHAK5; salinity; A. thaliana; Thellungiella halophila; sodium (Na+); Potassium (K+); expresión génica; gene expression; heterologous expression; ThHAK5; expresión heteróloga; AtHAK5; Arabidopsis thaliana; K+/Na+; K+ transport; transporte de K+; salinity; salinidad; Potassium; Potasio; K+/Na

Subjects

577 - Material bases of life. Biochemistry. Molecular biology. Biophysics; 579 - Microbiology; 631 - Agriculture in general; 632 - Plant damage, injuries. Plant diseases. Pests, organisms injurious to plants. Plant protection

Knowledge Area

Nutrición Vegetal

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