Mejoramiento de la absorción radicular, la translocación a los brotes

y la volatilización .

Hussein S. Hussein†, Oscar N. Ruiz‡,§, Norman Terry†, and Henry Daniell‡*

†Department of Plant and Molecular Biology, University of California at Berkeley, 111 Koshland Hall,

Berkeley, California 94720-3102 (H.S.H., N.T.)

‡Department of Molecular Biology and Microbiology, College of Medicine, University of Central Florida,

Biomolecular Science Building, Orlando, Florida 32816-2364 (O.N.R., H.D.)

Fitorremediación de Mercurio y organomercuriales en cloroplastos de plantas transgénicas:

Introducción

• El mercurio en el medio ambiente se presenta en forma de metil-mercurio un compuesto organomercurial que es fácilmente absorbidos y se sabe tiene actividad neurotóxica.

• Las tecnologías actuales resultan caras e ineficientes en grandes aéreas contaminada

• Ventajas de las plantas:• Pueden contener ecosistemas perturbados

• Desventaja de las plantas• Tienen un limite en niveles altos de contaminación.

Introducción

• Las plantas modificadas por ingeniería genómica, adquieren una resistencia mayor a niveles de contaminación.

• Genes bacterianos mer A y mer B le confieren resistencia a compuestos de mercurio.

mer A : reductasa de iones de mercurio

mer B : enzima que sufre la proteonolisis de organomercuriales

Objetivo

• La absorción y translocación de Hg pueden ser alteradas en cloroplastos de plantas de tabaco transgénicas que expresan genes merA y merB

• Determinar si la desintoxicación en las plantas transgénicas es acompañada por la conversión de mercurio en su forma elemental volatilizable

Sección Experimental

• Se construyeron dos líneas de cloroplastos transgénicos:

– pLDR-Mer AB-3’UTR

– pLDR-Mer AB

Sección Experimental• Germinación de plantas en suelos

contaminados:

MedioHalf strength MSIncubación 4ºC en obscuridad 3 dias

Half strength HoaglandArena/tierra para las macetas (50:50) 22-24ºC75/90%16h de luz10 dias

Semihidroponia Con los tratamientos

Sección Experimental

• Tratamientos (100, 200 300µM)• PMA • HgCL2

• Determinación de mercurio total en las plantas

• CVAAS automatizado • EPA 3010ª modificado

Medición de volatilización de Hg

• PMA y HgCL2 (100µM) • Solucion trampa peróxido alcalino • CVAAS

Resultados

FIGURE 1.Hg concentration (μg g−1) in roots and shoots of untransformed (black bars) and chloroplast transgenic lines (pLDR-MerAB and pLDR-MerAB-3-UTR) grown for 15 days in soil amended with 100, 200, and 300 μM of either PMA or HgCl2.

Resultaddos

FIGURE 2.The relationship between root dry weight (mg/plant) and root Hg concentrations (μg g−1) of untransformed and chloroplast engineered pLDR-merAB and pLDR-merAB 3′UTR tobacco Lines.

Resultados

FIGURE 3.The relationship between shoot dry weight (mg/plant) and shoot Hg concentrations (μg g−1) of untransformed and chloroplast engineered pLDR-merAB and pLDR-merAB 3′UTR tobacco lines.

Resultados

FIGURE 5.Rates of Hg[0] volatilization from untransformed (solid line) and chloroplast engineered pLDR-merAB (dotted line) and pLDR-merAB 3′UTR (dashed line) tobacco plants grown for 13 days in soil amended with 100 μM of either PMA (A) or HgCl2 (B). Values shown are the average of three replicates.

Conclusiones• Tolerancia y crecimiento

• Las plantas no transformadas fueron igualmente afectadas por PMA y HgCL2

• La acumulación y desplazamiento de las raíces a los brotes de las plantas transgénicas depende de la forma química del Hg

• Los genes merA y merB favorecen la absorción y translocación de Hg en altas concentraciones .

Conclusiones

• Volatilización

• El Hg tiene mayor acumulación y efecto toxico en el cloroplasto

• La inserción de los genes merA y merB tienen un efecto significativo en la volatilización del Hg

• Las plantas transgénicas volatilizaron la mayor parte de lo que redujeron

• Parece no haber diferencia entre pLDR-Mer AB-3’UTR y pLDR-MerAB

• Hg se desintoxica en la raíz• El Hg se desintoxica en los brotes