Alteraciones en los galactanos sulfatados de la pared celular inducidas por etileno y jasmonatos

Abstract

Las macroalgas rojas constituyen una fuente abundante de galactanos sulfatados, destacando especialmente el carrageno. Este compuesto se encuentra en la pared celular de algunas Rhodophyta, conformada por unidades alternas de disacáridos de (anhidro)galactosa con distintos grados de sulfatación. La pared celular de las algas, se relaciona con su ciclo de vida, debiendo modificarse para alojar las estructuras reproductoras —cistocarpos—. Asimismo, los reguladores de crecimiento volátiles inducen el desarrollo y la maduración de cistocarpos, y aceleran la emisión de esporas. En esta tesis doctoral se explora cómo el etileno y el metil jasmonato, actuando como reguladores de crecimiento volátiles, son capaces de alterar la estructura de los galactanos sulfatados, mediante cambios en la expresión de los genes involucrados en la biosíntesis, así como, con modificaciones químicas del carrageno de los talos del alga roja carragenofítica Grateloupia imbricata. Los resultados muestran que los genes que codifican la fosfoglucomutasa y la galactosa 1-fosfato uridiltransferasa, a cargo del mantenimiento del reservorio de hexosas, son desreguladas negativamente en presencia de los reguladores de crecimiento. Por otro lado, los genes relacionados con la adición y eliminación de grupos sulfatos, al esqueleto de galactano, son también alterados, con bajo número de transcritos en presencia de metil jasmonato. Estos resultados también se acompañan con una disminución de la concentración de galactosa, fucosa y ramnosa de acuerdo con el análisis con cromatografía de intercambio aniónico [...]

Cell wall of red macroalgae are constituted by sulfated galactans, such as carrageenan which is one of the most abundant. This compound is found in the cell walls of some Rhodophyta and is made of alternating disaccharide units of (anhydro)galactose with varying degrees of sulfation. The cell wall of algae is related to their life cycle, requiring modifications to accommodate reproductive structures—cystocarps. Furthermore, volatile growth regulators induce the development and maturation of cystocarps and accelerate spore release. This doctoral thesis explores how ethylene and methyl jasmonate, acting as volatile growth regulators, can alter the structure of sulfated galactans through changes in the gene expressions involved in carrageenan biosynthesis, as well as through chemical modifications of the carrageenan in the thalli of the carrageenophyte red alga Grateloupia imbricata. Results show that genes encoding phosphoglucomutase and galactose-1-phosphate uridyltransferase, which are responsible for maintaining the hexose pool, are negatively deregulated in the presence of these growth regulators. In addition, genes involved in the addition and removal of sulfate groups to the galactan backbone are also altered, with a low number of transcripts reported in the presence of methyl jasmonate. These results are further supported by a decrease in the concentrations of galactose, fucose, and rhamnose, according to anion-exchange chromatography analysis [...]