Variabilidad y respuesta a distintos estreses en poblaciones de encina (Quercus ilex L.) en Andalucía mediante una aproximación proteómica

Jesús Jorrín Novo, Rafael Mª Navarro Cerrillo

Recibido el 15 de febrero de 2014 - Aceptado el 11 de julio de 2014

Resumen 


Jorrín-Novo, J., Navarro-Cerrillo, R.M. 2014. Variabilidad y respuesta a distintos estreses en poblaciones de encina (Quercus ilex L.) en Andalucía mediante una aproximación proteómica. Ecosistemas 23(2): 99-107. Doi.: 10.7818/ECOS.2014.23-2.13


Las condiciones de estrés abiótico impuestas por el cambio climático, y el progresivo aumento de plagas de insectos y organismos patógenos, constituyen, a medio y largo plazo, serias amenazas para las especies y los ecosistemas forestales. La generación de conocimiento para mejorar la descripción y catalogación de la biodiversidad y de los recursos genéticos forestales pasa por una mayor integración entre biólogos moleculares y selvicultores, lo que, en definitiva, favorecerá la conservación de especies y poblaciones forestales y el desarrollo racional de programas de reforestación y manejo sostenible de los recursos forestales. Los estudios de proteómica forestal de encina en Andalucía han contribuido principalmente en cuatro áreas de interes: i) describir y catalogar poblaciones andaluzas de encina a partir de herramientas analíticas y –ómicas; ii) mejorar el conocimiento sobre la base genética de la encina a nivel individual, intra-poblacional e inter-poblacional; iii) seleccionar caracteres genéticos relacionados con la tolerancia a distintos tipos de estrés (bióticos y abióticos) y iv) la identificación de marcadores útiles en la selección de árboles plus. Para ello se ha trabajado con muestras de campo y de plantones crecidos en condiciones controladas tanto en condiciones óptimas como de estrés (sequía e infección por Phytophthora cinnamomi). Se ha analizado el perfil proteico de diferentes órganos, incluyendo polen, fruto, hojas, y raíz, utilizando para ello una metodología proteómica basada en electroforesis bidimensional acoplada a espectrometría de masas. Los datos obtenidos nos han permitido establecer un catálogo de proteínas de encina así como identificar aquellas que son específicas de poblaciones, de estados de desarrollo, de órgano, o que responden con cambios cualitativos o cuantitativos a situaciones de estrés. La presente revisión es un claro ejemplo de un estudio multidisciplinar orientado a la caracterización, catalogación y conservación de los recursos genéticos de la encina en Andalucía, como marco de referencia para la selección de materiales de base mejor adaptados a los riesgos derivados de estreses bióticos y abióticos, y de la aplicación de este marco en la gestión de encinares en el sur de la península ibérica.


Palabras clave


biodiversidad; Quercus; proteómica; progenitores selectos; recursos genéticos

Abstract



Jorrín-Novo, J., Navarro-Cerrillo, R.M. 2014. Variability and response to different stresses in Andalusia Holm oak (Quercus ilex L.) populations by a proteomic approach. Ecosistemas 23(2): 99-107. Doi.: 10.7818/ECOS.2014.23-2.13


Abiotic stress conditions imposed by climate change and the progressive increase of insect pests and pathogens in the medium and long term, seriously threat to species and forest ecosystems. Generation of new knowledge to improve the description and documentation of biodiversity and forest genetic resources involve greater integration between molecular biologists and foresters, which ultimately promote the conservation of species and forest communities and the rational development of restoration programs and sustainable management of forest resources. Proteomic studies of Holm oak forest in Andalucia have contributed mainly in four areas of interest: i) describe and catalog Andalusian populations of Holm oak using -omics and analytical tools; ii) improve knowledge of genetic variability at the individual, intra-population and inter-population levels; iii) selecting genetic traits associated with tolerance to different types of stress (biotic and abiotic); and iv) identification of molecular markers for tree plus selection. Field samples and seedlings grown under controlled conditions were used both in optimal and stress conditions (drought and Phytophthora cinnamomi infection). We analyzed the protein profile of different organs, including pollen, fruit, leaves, and roots, using a proteomic approach based on two-dimensional electrophoresis coupled to mass spectrometry. Data obtained allowed to establish an oak proteins catalog to identify those from specific populations, states of development, organ, or qualitative or quantitative response to stress. This review is a clear example of an oriented characterization, cataloging and conservation of genetic resources in Holm oak population of Andalucia, as a framework for the selection of potential progenitors better adapted to risks arising from biotic and abiotic agents, and the application of this framework in the management of oaks in the south of the Iberian Peninsula.


Keywords


biodiversity; genetic resources; proteomics; Quercus; selected progenitors



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