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Salinidad en Jatropha curcas:Una revisión de los factores fisiológicos, bioquímicos y moleculares implicados.
Estudiante: Marvin José Perneth Montaño
De acuerdo a la lectura, se incorpora en la revisión una cierta cantidad de datos económicos y estadísticos, que no son indicativos del tema central del trabajo; así como algunos aspectos legales que pareciera estar enfocando el escrito hacia otros tópicos.
El tema de agua de riego, especialmente los beneficios y perjuicios de las aguas residuales en la agricultura es muy extenso dentro del trabajo; induciendo a sacar al lector del tópico principal o central que son las respuestas fisiológicas, bioquímicas y moleculares, el cual debe abordar y profundizar como tema fundamental del artículo.
También se aborda y profundiza en la revisión el componente del suelo; que en opinión se hace muy amplio, esto daría a otros autores y lectores una idea de conceptos agronómicos para el funcionamiento de la planta de Jatropha curcas, desviando el foco de atención de la publicación que debe enfocarse en el tema principal de la revisión, las cuales son respuestas fisiológicas, bioquímicas y moleculares. Si se mantiene el tema de agua de riego y suelos el título del trabajo debería modificarse “SALINIDAD EN JATROPHA CURCAS, UNA REVISIÓIN DE LOS ASPECTOS AGRONÓMICOS, FISIÓLOGICOS, BIOQUÍMICOS Y MOLECULARES”.
De acuerdo a las ideas planteadas en la introducción, faltó profundizar un poco más sobre las prospectivas a investigar en Jatropha en los próximos años, qué temas se debe investigar para lograr que el cultivo de Jatropha se vuelva importante, para que su mejoramiento y producción supere todas las limitantes del conocimiento que hay de tipo agronómico y fisiológico.
El cambio climático que se enfrenta en la actualidad, que se presentan de forma acelerada y las plantas como seres vivos se ven afectadas por las diferentes condiciones adversas, a diferencia de los seres humanos que tienen la posibilidad de evadir ciertas condiciones, las plantas deben generar sus propias reacciones y cambios en la expresión de sus genes y en su fisiología dentro de sus funcionamiento para así garantizar la supervivencia de su especie.
Las plantas son organismos sésiles que están propensos a factores estresantes bióticos y abióticos, así mismo han desarrollado mecanismos sofisticados de adaptación y defensa por medio de señalización y redes de transcripción de genes que responden a señales ambientales. Estudios recientes sugieren que las plantas presentan una memoria de estrés. Fenómeno a través del cual se retiene la información sobre una señal de estrés pasada y da como resultado una respuesta modificada ante un estrés recurrente o una respuesta sostenida después de la señal de estrés.
Uno de los sistemas de memorias más conocido es el denominado “cebado de defensa” que controla la respuesta al ataque de un patógeno o estrés abiótico. Este fenómeno describe un estímulo ambiental o señal de estrés que modifica una planta para una futura exposición, aumentando así sus posibilidades de supervivencia.
Según algunos autores existes mecanismo de cebado entre las especies de plantas tales como: acumulación de compuestos intermedios en los compartimientos celulares; modificación de proteínas reguladoras claves: y los mecanismos epigenéticos. Este último tiene un papel fundamental en el aspecto del control de la expresión génica a través de la metilación del ADN, modificación de histonas y pequeños ARN.
El agua es una molécula fundamental en la mayoría de los procesos fisiológicos de las plantas y a lo largo de la evolución estas mismas han desarrollado diferentes respuestas y adaptaciones que le permiten sobrevivir en condiciones de déficit hídrico. Una de las principales respuestas se ha demostrado en Arabidopsis thaliana, en las que las señales de estrés por sequía se traducen en la modificación de la expresión génica acompañado en el cambio del estado de la cromatina y la modificación de la histona.
Bajo estas condiciones de estrés la capacidad de respuesta transcripcional de los genes relacionados al alza por estrés por sequía está correlacionados con cambios en la modificación de histonas. En condiciones fuertes de sequía los genes transcritos RD29A, RD20 Y AtGOLS2 se acumulan; una vez la planta inicia el proceso de recuperación por estrés por sequía (rehidratación) las cantidades de estos genes transcritos disminuyen rápidamente, de acuerdo con los niveles cambiantes de las transcripciones, la acetilación de la lisina 9 de la histona H3 (H3K9ac), que se correlaciona con el estado activo de la expresión génica, y la presencia de la ARN polimerasa II en estas regiones génicas aumentan transitoriamente en condiciones de estrés por sequía y disminuyen durante el período de recuperación de la rehidratación.
La respuesta al estrés por sequía se memoriza a través de la modificación de histonas en varios genes regulados al alza por estrés por sequía, según estudios H3K4me3 es un buen marcador de activación génica y memoria de estrés. Ya que la exposición constante a condiciones de estrés por sequía permite a las plantas responder a un nuevo estrés mediante mecanismos de adaptación más rápidos en los patrones de expresión génica en comparación con plantas no sometidas a estrés por sequía.
Mientras que los niveles de inducción de los transcritos RD29A y COR15A son los mismos en cada tratamiento de estrés, los genes transcritos RD29B y RAB18 se acumulan de forma progresiva, es decir, los niveles aumentan en comparación al tratamiento por estrés anterior.
Las proteínas PRC2 Y TrxG reprimen y activan la transcripción de genes de manera epigenética al interactuar con la cromatina del gen FCL estos son fundamentales en la memoria de duración de las bajas temperaturas invernales.
Las plantas al sufrir un estrés busca perpetuarse y poder cumplir su ciclo de vida acelerando muchos de sus procesos cuando se presentan unas condiciones desfavorables para su normal funcionamiento como es el caso de la baja humedad donde la planta lo que inmediatamente toma como acción es acumular ARN de injerencia y lo que conlleva a que inicien varias interacciones entre el ARN y los LOCIS FAMA esto tiene una injerencia directa en la planta ya que son factores de transcripción necesarios para que los estomas de la planta puedan tener un mayor desarrollo lo que puede presentar es que se presente una variación en el peso seco más que todo en plantas de origen silvestre aunque se hace relación a que se necesita una mayor investigación para poder identificar los cambios genéticos que la planta experimenta cuando se presenta una baja humedad, sobre todo con la relación de toma de nutrientes desde la solución del suelo donde forma parte fundamental ya que para la planta cumplir con todas sus funciones requiere de la presencia de muchos de ellos
Las altas temperaturas son un importante estrés abiótico y el calentamiento global ha acelerado el aumento de la temperatura limitando así el crecimiento y producción de las plantas. Por lo tanto, las plantas han desarrollado mecanismos para hacer frente a tales condiciones.
Estudios indican que la transposición del retrotransposón ONSEN en A. thaliana implica un mecanismo epigenético. ONSEN es un retrotransposón de tipo LTR sensible al calor, que se mejora en varias vías de RdDM, confiere sensibilidad al calor a los genes cercanos al nuevo sitio de inserción. Los transcritos loci ONSEN se transcriben de forma inversa como ADN extracromosómico y luego se integra en el genoma del huésped.
ONSEN tiene un elemento de choque térmico (HSE) en su región promotora que puede unirse a factores de transcripción de choque térmico del huésped y permitir que el retrotransposón se transcriba en condiciones de estrés térmico.
En esta vía, un ARN no codificante, el precursor 1 de siARN que actúa en Trans (TAS1) se convierte en un ARN de doble cadena mediante RDR6 utilizando una guía miR173; a su vez, este ARN de doble cadena se procesa en una matriz de 21 nucleótidos de ARN de interferencia pequeña que actúan en trans (ARNsi) por la enzima DICER-LIKE 4 (DCL4) RNase III. Los siRNA derivados de TAS1 son inducibles por calor y se unen al OBJETIVO TAS1 INDUCIDO POR CALOR (HTT) genes que confieren termotolerancia en la planta mediante la acción del complejo proteico HSP70. Los factores de transcripción HsfA1 se unen directamente al HSE en el promotor HTT y, por lo tanto, inducen termotolerancia.
Los pequeños ARN en temperaturas ambiente limita de manera antagónica el objetivo de Hsf1A, los genes HTT y los retrotransposones ONSEN.