Efecto del glifosato y de diferentes intermediarios metabólicos en la regulación de la ruta del siquimato

Abstract

En este estudio se han abordado los mecanismos de regulación de la ruta del siquimato en la biosíntesis de los aminoácidos aromáticos. Para ello se han comparado el contenido de siquimato y de los enzimas EPSPS (5-enolpiruvilsiquimato- 3-fosfato sintasa) y DAHPS (3-Deoxi-D-arabino-heptulosonato-7-fosfato sintasa, enzima de entrada a la ruta) en hojas de dos poblaciones de Amaranthus palmeri (una sensible y otra resistente al glifosato) incubadas con glifosato y/o con diferentes intermediarios de la ruta (siquimato, quinato, fosfoenolpiruvato, y aminoácidos aromáticos). En ambas poblaciones se dieron similares efectos regulatorios de los intermediarios, evidenciando que la sobreexpresión de EPSPS no modifica de manera significativa la regulación general de la ruta. El enzima DAHPS se confirma como enzima clave en la regulación y en la respuesta al glifosato; su síntesis es inhibida por los productos finales de la ruta y por el quinato, y su regulación puede explicar la acumulación de siquimato tras la aplicación de glifosato.

This study is an approach to the mechanisms of regulation of the shikimate pathway (located in the biosynthetic pathway of the aromatic amino acids).For that aim, shikimate content and protein amount of EPSPS (5-enolpyruvilshikimate- 3-phosphate synthase) and DAHPS (3-Deoxy-d-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase, first enzyme of the pathway) have been compared in leaf discs of two populations of Amaranthus palmeri (one sensitive and another glyphosate-resistant) incubated with glyphosate or several intermediates of the shikimate pathway (shikimate, quinate, phosphoenol pyruvate and aromatic amino acids). Both populations showed similar regulatory patterns, evidencing that EPSPS overexpression does not significantly affect the overall regulatory mechanisms. DAHPS is confirmed to be a key enzyme in the regulation of the shikimate pathway and in the physiological response to glyphosate, as its synthesis is inhibited by aromatic amino acids and quinate and seems to be involved in the elicited shikimate accumulation after glyphosate treatment.