Caracterización de la actividad enzimática de Ascorbato Peroxidasa y cuantificación del contenido de Ascorbato en hojas de Aloe barbadensis Miller sometidas a estrés hídrico, térmico y combinado

Abstract

Formados como productos secundarios naturales del metabolismo de todos los organismos vivos, las especies reactivas de oxigeno (ROS) pueden oxidar rápidamente proteínas, lípidos y DNA causando un daño celular irreversible. Las plantas, debido a su estilo de vida sésil, deben contar con diversos mecanismos enzimáticos y no enzimáticos para prevenir el daño oxidativo. Las plantas de metabolismo del ácido crasuláceo (CAM), como es el caso de Aloe barbadensis Miller (Aloe vera), se encuentran adaptadas a vivir en ambientes extremos donde el agua escasea y las temperaturas diurnas son muy altas. Ambos estrés, hídrico y térmico, inducen la producción de ROS con formación de radicales de oxígeno y posterior formación de H2O2. Ascorbato peroxidasa (APX) es una enzima clave en la reducción de los niveles de H2O2 y el aumento de su actividad es un indicador de estrés oxidativo en células vegetales. El objetivo de este estudio fue investigar los cambios en los niveles de actividad específica de APX en hojas de Aloe vera bajo condiciones de estrés hídrico y térmico. Las plantas de Aloe vera fueron sometidas a distintos tratamientos de riego de acuerdo a la capacidad de campo del suelo, con riegos de: 100%, 75%, 50%, y 25% de la capacidad de campo (CC) denominados T1, T2, T3 y T4 respectivamente. Las plantas fueron luego sometidas a dos horas de tratamiento de temperaturas de 35°, 40° y 45°C, con plantas control mantenidas a 25°C. Se realizaron tratamientos combinados de déficit hídrico y altas temperaturas exponiendo plantas tratadas con los riegos T3 y T4 a dos horas de tratamiento a 40° y 45°C. La actividad específica de APX aumentó en las puntas de las 10 hojas de plantas bajo los tratamientos hídricos T2 y T3, manteniendo niveles similares al control en T4. La actividad específica de APX fue relativamente estable en la base de las hojas de todos los tratamientos. La actividad no aumenta con el aumento de la temperatura utilizada. En experimentos de deficiencia hídrica y alta temperatura combinados, el nivel más alto de actividad específica fue en plantas T3 sometidas a 40°C, descendiendo en aquellas que se encontraban en T3 y fueron luego expuestas a 45°C. Los zimogramas hechos por electroforesis nativa mostraron una nueva isoforma de APX de migración más lenta solo en las bases de las hojas sujetas a 40° y 45°C, así como también en plantas en tratamiento T3 sometidas a 40°C. Los niveles de ascorbato y dehidroascorbato descendieron en plantas sometidas a los tratamientos de riego y temperatura más severos. Este estudio indica que los distintos tipos de estrés utilizados en los experimentos descritos generan una respuesta antioxidante en las plantas de Aloe,vera, evidenciado por las variaciones en la actividad específica y en las isoenzimas detectables de APX obtenidas a partir de extractos crudos de proteínas, así como también en los cambios en la acumulación del sustrato principal de esta enzima. Ambos parámetros constituyen entonces buenos indicadores de las condiciones de stress y estado redox en Aloe vera.