El factor de transcripción NLP7 regula la expresión de genes de manera tejido-específica en estomas de Arabidopsis thaliana

Abstract

Las emisiones de carbono y la actividad humana han provocado cambios radicales en el medioambiente, potenciando el efecto invernadero y, por ende, la aceleración del cambio climático. La sequía es una de las consecuencias medioambientales más importantes causadas por el cambio climático, debido a que limita la productividad de los cultivos y disminuye el crecimiento y desarrollo vegetal, generando grandes pérdidas económicas en el área agroindustrial. Las plantas poseen diferentes mecanismos para adaptarse a condiciones de sequía, entre ellos, el control del movimiento de los estomas, los cuales corresponden a un par de células de guarda en la epidermis de las hojas que delimitan un poro en el centro, donde ocurre el intercambio gaseoso y la entrada o salida de agua. El ácido abscísico (ABA), una fitohormona que participa en múltiples procesos en el ciclo de vida vegetal, induce el cierre de estomas en respuesta a la sequía, reduciendo la pérdida de agua y la disminución del proceso fotosintético. El nitrógeno es un nutriente esencial que participa en la apertura estomática, permitiendo aumentar la tasa de transpiración de las plantas. La proteína NIN-LIKE PROTEIN 7 (NLP7) es un factor de transcripción (FT) de la vía de señalización del nitrógeno que se encuentra altamente expresado en estomas, con la mutante nlp7 presentando un fenotipo de resistencia a la sequía. En este estudio se evaluó y determinó la función del FT NLP7 en la regulación transcripcional tejido-específica en estomas de Arabidopsis thaliana. Los resultados indicaron que existe un enriquecimiento significativo de genes regulados por sequía, nitrógeno y ABA en la lista de genes diferencialmente regulados por NLP7 en estomas. Estos genes están asociados a procesos biológicos relacionados con la vía de señalización del ABA, la cual posee un rol esencial en el movimiento de estomas y en la tolerancia a sequía. Además, descubrimos que NLP7 actúa como activador y represor de FTs conocidos que poseen un rol esencial en la respuesta a ABA. Esta información ayuda a comprender cómo los cambios transcripcionales en estomas se relacionan con la resistencia a la sequía. Nuestros análisis bioinformáticos nos permitieron determinar regulación tejido-específica, capturar genes dependientes de NLP7 en estomas y construir una cascada de señalización en respuesta a sequía en estomas. De este modo, NLP7 es un candidato prometedor para regular la expresión génica en estomas de plantas de interés agronómico, lo que permitiría promover el rendimiento de especies de interés agroindustrial bajo condiciones de sequía y déficit de nitrógeno.

Las emisiones de carbono y la actividad humana han provocado cambios radicales en el medioambiente, potenciando el efecto invernadero y, por ende, la aceleración del cambio climático. La sequía es una de las consecuencias medioambientales más importantes causadas por el cambio climático, debido a que limita la productividad de los cultivos y disminuye el crecimiento y desarrollo vegetal, generando grandes pérdidas económicas en el área agroindustrial. Las plantas poseen diferentes mecanismos para adaptarse a condiciones de sequía, entre ellos, el control del movimiento de los estomas, los cuales corresponden a un par de células de guarda en la epidermis de las hojas que delimitan un poro en el centro, donde ocurre el intercambio gaseoso y la entrada o salida de agua. El ácido abscísico (ABA), una fitohormona que participa en múltiples procesos en el ciclo de vida vegetal, induce el cierre de estomas en respuesta a la sequía, reduciendo la pérdida de agua y la disminución del proceso fotosintético. El nitrógeno es un nutriente esencial que participa en la apertura estomática, permitiendo aumentar la tasa de transpiración de las plantas. La proteína NIN-LIKE PROTEIN 7 (NLP7) es un factor de transcripción (FT) de la vía de señalización del nitrógeno que se encuentra altamente expresado en estomas, con la mutante nlp7 presentando un fenotipo de resistencia a la sequía. En este estudio se evaluó y determinó la función del FT NLP7 en la regulación transcripcional tejido-específica en estomas de Arabidopsis thaliana. Los resultados indicaron que existe un enriquecimiento significativo de genes regulados por sequía, nitrógeno y ABA en la lista de genes diferencialmente regulados por NLP7 en estomas. Estos genes están asociados a procesos biológicos relacionados con la vía de señalización del ABA, la cual posee un rol esencial en el movimiento de estomas y en la tolerancia a sequía. Además, descubrimos que NLP7 actúa como activador y represor de FTs conocidos que poseen un rol esencial en la respuesta a ABA. Esta información ayuda a comprender cómo los cambios transcripcionales en estomas se relacionan con la resistencia a la sequía. Nuestros análisis bioinformáticos nos permitieron determinar regulación tejido-específica, capturar genes dependientes de NLP7 en estomas y construir una cascada de señalización en respuesta a sequía en estomas. De este modo, NLP7 es un candidato prometedor para regular la expresión génica en estomas de plantas de interés agronómico, lo que permitiría promover el rendimiento de especies de interés agroindustrial bajo condiciones de sequía y déficit de nitrógeno.