Regulación transcripcional de genes involucrados en la producción de alcaloides indol-terpenoides en plántulas de Catharanthus roseus

Transcriptional regulation of genes involved in terpenoid índole alkaloid production in Catharanthus roseus seedlings

Cathmnthus roseus es una planta medicinal productora de varios alcaloides indol terpenoides (AIT) con actividad farmacológica. Empleando plantas y cultivos celulares de C. roseus la ruta biosintética de AIT ha sido determinada, además, un considerable número de sus enzimas ha sido caracterizado y sus respectivos genes clonados. La producción de AIT en plantas y cultivos celulares de C. roseus está altamente regulada a nivel transcripcional, es dependiente de los estados de desarrollo y puede ser alterada, entre otros factores, por sometimiento a estrés luminoso y tratamiento con elicitores bióticos y abióticos. Estudios sobre la regulación de los genes involucrados en la biosíntesis de AIT han sido llevados a cabo en cultivos celulares, sin embargo poco se conoce acerca de la regulación de los mismos en plantas. En los experimentos reportados aqui, se presenta un examen cualitativo de los niveles de expresión de los genes idc_r strl, d4h y dat que codifican enzimas importantes en la biosíntesis de AIT en plántulas de C. roseus en una serie de desarrollo que comprende O a 18 días. Además, se analiza el efecto del estrés hídrico, luminoso y de la elicitación con metil jasmonato (Meja) y ácido acetil salicílico (ASA). La comparación entre la evidencia experimental obtenida con plántulas en el presente artículo y los datos reportados en estudios con suspensiones celulares sugiere que la regulación transcripcional de algunos genes difiere de manera considerable. 

Catharanthus roseus (L.) G Don is a medicinal plant that produces a variety of terpenoid indole alkaloids (TIAs), some of which display pharmacological activity. C. roseus plants and cell cultures have been used to elucidate the TIAs biosynthetic pathway. A considerable number or enzymes have also been characterised, and their respective genes cloned. TIAs production in C. roseus plant and cell cultures is highly regulated at transcriptional-, develop-mental-, and environmental-level. Studies into TIAs biosynthetic gene regulation have been carried out using cell cultures. However, regulation in plants is almost unknown. Here, biosynthetic genes idc, strl, d4h and dat expres-sion levels are qualitatively examined in a developmental series of C. roseus seedlings. The effect of water- and light-stress and methyl jasmonate (MeJa) and acetyl salicylic acid (ASA) elicitation is also examined. Comparison between seedlings and cell cultures strongly suggests that TIAs biosynthetic gene transcriptional regulation is different in C.roseus plants and cell cultures.