Descripción del proyecto
LA ESCASEZ DE AGUA ES UN DESAFIO IMPORTANTE PARA LA AGRICULTURA MUNDIAL, YA QUE CAUSA GRANDES PERDIDAS ECONOMICAS Y AMENAZA EL SUMINISTRO MUNDIAL DE ALIMENTOS, LOS COSTOS ASOCIADOS CON LA SEQUIA SOLO EN LA UE SUPERAN LOS 3,000 MILLONES DE EUROS AL AÑO, UNA CIFRA QUE SE ESPERA QUE AUMENTE SUSTANCIALMENTE EN LOS PROXIMOS AÑOS DEBIDO AL CAMBIO CLIMATICO GLOBAL, PARA ABORDAR ESTE DESAFIO URGENTE, NECESITAMOS COMPRENDER LOS MECANISMOS MOLECULARES QUE SUBYACEN A LA GESTION DEL AGUA EN LA PLANTA, EN LAS PLANTAS, EL AGUA SE PIERDE A TRAVES DE LOS ESTOMAS, POROS MICROSCOPICOS EN LA EPIDERMIS DE LAS HOJAS QUE PERMITEN LA ABSORCION DE CO2 PARA ALIMENTAR LA FOTOSINTESIS, LA APERTURA ESTOMATAL ESTA CONTROLADA POR UN SISTEMA FORMADO POR DOS CELULAS, DENOMINADAS OCLUSIVAS, QUE FLANQUEAN AL PORO, ESTIMULOS COMO LUZ, ACIDO ABSCISICO, Y HUMEDAD PROVOCAN LA APERTURA DE LOS ESTOMAS A TRAVES DE LA ACTIVACION DE LA H+-ATPASA, QUE HIPERPOLARIZA LA MEMBRANA Y CONDUCE A LA ACUMULACION DE IONES DE POTASIO (K+) Y EL CONSIGUIENTE INCREMENTO DE LA PRESION OSMOTICA DENTRO DE LAS CELULAS OCLUSIVAS, LOS FLUJOS DE POTASIO SON DETERMINANTES PARA REALIZAR ESTOS MOVIMIENTOS ESTOMATICOS Y POR LO TANTO SON DIANAS PROMETEDORES PARA DISEÑAR ESTRATEGIAS BIOTECNOLOGICAS QUE CONDUZCAN A CULTIVOS TOLERANTES A SEQUIA, DE HECHO, RECIENTEMENTE SE DEMOSTRO QUE LA MANIPULACION DE ESTOS FLUJOS CON UN CANAL ARTIFICIAL DE K+ MEJORA LA EFICIENCIA DEL USO DEL AGUA DE LA PLANTA (ES DECIR, LA CANTIDAD DE CARBONO FIJADO POR UNIDAD DE AGUA TRANSPIRADA), SIN LIMITAR EL CRECIMIENTO DE LA PLANTA (PAPANATSIOU ET AL,, 2019), EN ESTE PROYECTO, PROPONEMOS CONTINUAR LA LINEA DE INVESTIGACION INICIADA EN EL ULTIMO PERIODO DE FINANCIACION PARA INVESTIGAR ESTRATEGIAS PARA OPTIMIZAR LA EFICIENCIA DEL USO DEL AGUA DE LA PLANTA BASADA EN LA IDENTIFICACION Y CARACTERIZACION DE NUEVOS REGULADORES ENDOGENOS DE FLUJOS DE K+ QUE AFECTAN LA APERTURA DEL ESTOMATAL Y REDUCEN LA PERDIDA DE AGUA, Y EN EL MEJOR DE LOS CASOS, SIN UNA PENALIZACION DE CRECIMIENTO, NUESTRO ENFOQUE EN ESTE PROYECTO SERA LA CARACTERIZACION EN PROFUNDIDAD DE TRES POTENCIALES REGULADORES DE UNO DE LOS CANALES DE POTASIO MAS IMPORTANTES EN LAS CELULAS OCLUSIVAS, KAT1, PROPONEMOS UTILIZAR UN ENFOQUE INTERDISCIPLINARIO PARA ESTUDIAR NUEVOS MECANISMOS DE REGULACION DE KAT1, INCLUIDA LA CARACTERIZACION ELECTROFISIOLOGICA DE LAS PROPIEDADES DEL CANAL MEDIANTE LA COEXPRESION DE LOS REGULADORES POTENCIALES IDENTIFICADOS CON KAT1 EN SISTEMAS HETEROLOGOS, EL TRAFICO DEL CANAL Y SUS MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES (P,E, GLICOSILACION Y UBIQUITILACION), PARA LOGRAR ESTOS OBJETIVOS, EMPLEAREMOS VARIOS SISTEMAS MODELO, QUE INCLUYEN LEVADURA, OOCITOS DE XENOPUS LAEVIS, PROTOPLASTOS DE CELULAS VEGETALES Y EXPRESION TRANSITORIA Y ESTABLE EN ARABIDOPSIS Y N, BENTHAMIANA, TAMBIEN LLEVAREMOS A CABO ANALISIS FISIOLOGICOS PARA EVALUAR LAS LINEAS DE ARABIDOPSIS DE PERDIDA Y GANANCIA DE FUNCION PARA CADA UNO DE LOS GENES CANDIDATOS PARA DETERMINAR SU IMPACTO EN LOS PROCESOS DEPENDIENTES DE KAT1, COMO LA APERTURA ESTOMATICA Y PARA EVALUAR LA TOLERANCIA A LA SEQUIA Y LA EFICIENCIA DEL USO DEL AGUA, HOMEOSTASIS DE IONES\TRANSPORTE DE POTASIO\ARABIDOPSIS THALIANA\SEQUIA\ESTOMAS