Título :	Efecto de la baja temperatura en la expresión de genes y actividad enzimática asociado a la síntesis de compuestos Fenólicos y Fructanos durante el desarrollo de ajo (Allium Sativum L) variedad Coreano
Autor(es):	Jose Luis Lorenzo Manzanarez
Palabras clave:	Ajo Baja temperatura Expresión genética Garlic Gene expression Low temperature
Área:	BIOLOGÍA Y QUÍMICA
Fecha de publicación :	ene-2015
Facultad:	Facultad de Química
Programa académico:	Maestría en Ciencia y Tecnología de Alimentos
Resumen:	El ajo (Allium sativum L) es una planta monocotiledónea de la familia Alliaceae, su bulbo es ampliamente consumido por sus atributos culinarios y sus propiedades medicinales. Por su volumen de producción, el ajo, se ubica dentro de las 20 principales hortalizas a nivel mundial. Aunque la producción de ajo en México es baja; su calidad es muy apreciada en el mercado de exportación lo que permite su comercialización a Estados Unidos de América y La Unión Europea. Los factores de calidad del bulbo están relacionados con la adecuada secuencia de fotoperiodo y termoperiodo durante el ciclo de cultivo. No obstante, existen problemas de calidad cuando los factores ambientales no cumplen los requerimientos demandados por cada variedad. Se ha observado que un almacenamiento a 5 ºC durante cinco semanas previo a la siembra, adelanta la cosecha y disminuye la incidencia de bulbos con defectos. En este trabajo se comparó el efecto del almacenamiento de la semilla por 5 semanas a temperatura ambiente (TA) y a 5 ºC (5 ºC) antes de la siembra en el desarrollo de la planta, contenido de fenoles, flavonoides y fructanos totales, actividad enzimática de fenilalanina amonioliasa (PAL) y sacarosa-sacarosa 1-fructosiltransferasa (1-SST) y capacidad antioxidante de ajos de la variedad Coreano, los cuales fueron cultivados en la localidad de Cosío, Aguascalientes, Ags. En la temporada 2012-2013. El almacenamiento a 5 ºC incrementó el contenido de fenoles totales (39 %), flavonoides (24 %) y capacidad antioxidante (39 %) en de túnicas y el contenido de fructanos totales (17%) en bulbo durante el desarrollo en campo respecto al almacenamiento a TA. A su vez se encontró mayor actividad enzimática específica de PAL en túnicas (32 %) y de 1-SST (sacarosa-sacarosa-1-fructosiltransferasa) en bulbo (25 %) en la condición de 5°C al final del desarrollo. Después de las 5 semanas de almacenamiento a 5 °C, en los brotes de las semillas se incrementó la expresión en aproximadamente 9, 5, 24 y 18 veces los genes AsPAL, AsC4H (Cinnamato 4- hydroxilasa), As4CL (4Cumarato-CoA ligasa) y As1-SST respectivamente. A los 44 días de después de siembra (DDS) se observó una sobreexpresión en raíces de 5 °C de los genes AsPAL y AsC4H (33 y 15 veces respectivamente), y a los 106 DDS de los genes As4CL y As1-SST (6 y 7 veces respectivamente). Mientras que en disco basal proveniente de 5 °C se sobreexpresaron los genes AsPAL, AsC4H, As4CL y As1-SST (10, 21, 10, 25 veces respectivamente) hacia el final del desarrollo (106 DDS). Estos resultados indican que el almacenamiento a 5°C por 5 semanas induce la sobreexpresión de genes de la ruta de los fenilpropanoides (AsPAL, AsC4H y As4CL) y fructanos (As1-SST) en diferentes tejidos la cual se mantiene durante el desarrollo de la planta y se correlaciona con el aumento de la actividad enzimática de PAL y 1-SST, así como con la acumulación de metabolitos primarios (fructanos) y secundarios (fenoles y flavonoides) como una respuesta al estrés generado por el acondicionamiento en frío. El acondicionamiento al frío de la semilla fue suficiente para inducir una respuesta de defensa contra el estrés oxidativo en la nueva planta durante el desarrollo, lo cual podría llevar a una mayor tolerancia del ajo a otros tipos de estrés y/o enfermedades. "Garlic (Allium sativum L.) is a monocotyledonous plant of the Alliaceae family, its bulb is widely consumed for its culinary attributes and their medicinal properties. By production volume, garlic, ranks among the 20 major crops worldwide. Although garlic production in Mexico is low; its quality is highly appreciated in the export market allowing trading with the United States and the European Union. The bulb quality factors are related to the proper sequence of thermoperiod and - photoperiod during the growing season. However, there are quality problems when environmental factors do not meet the requirements demanded by each variety. It has been observed that storage at 5 ° C for five weeks prior planting, forward harvest and decreases the incidence of defective bulbs. In this study, the effect of seed storage for 5 weeks at room temperature (RT) and at 5 °C (5 °C) before planting on total phenolic, flavonoids and fructans contents, enzyme activity of phenylalanine ammonia-lyase (PAL), sucrose-sucrose 1- fructosyltransferase (1-SST) and antioxidant capacity of garlic of the Coreano cultivar grown at Cosío, Aguascalientes, Ags. at the 2012-2013 season was determined during crop development. Storage at 5 ° C increased the total phenolic content (39%), flavonoids (24%) and antioxidant capacity (39%) in cataphyll tissues and the content of total fructans (17%) in the bulb during development in comparison with storage at RT. In turn higher specific enzymatic activity of PAL in cataphylls (32%) and 1-SST (sucrose-sucrose-fructosyltransferase-1) activity in bulb (25%) for the condition 5 °C at the end of development was found. After 5 weeks of storage at 5 °C, expression of genes AsPAL, AsC4H (cinnamate 4-hydroxylase), As4CL (4Coumarate-CoA ligase) and As1-SST in sprouting seeds increased approximately 9, 5, 24 and 18 fold respectively. At 44 days after sowing (DAS) overexpression of As1-SST and As4CL genes was observed ( 33 and 15 fold respectively) in roots of 5 °C, and at 106 DAS, AsPAL and AsC4H were overexpressed (6 and 7 times respectively). While in basal plate of 5 °C, AsPAL, AsC4H, As4CL and As1-SST genes were overexpressed (10, 21, 10, 25 fold respectively) towards the end of development (DDS 106). These results indicate that storage at 5 °C for 5 weeks induces overexpression of genes of the phenylpropanoid pathway (AsPAL, AsC4H and As4CL) and fructans metabolism (As1-SST) in different tissues of garlic which is maintained during the development of the plant and correlates with increased enzymatic activity of PAL and 1-SST as well as with the accumulation of primary (fructans) and secondary metabolites (phenols and flavonoids) as a response to stress generated by cold conditioning. The cold conditioning of the seed was sufficient to induce a defense response against oxidative stress in the new plant during development, which could lead to greater tolerance of garlic to other type of stress and / or diseases."
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/433
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