expression of early light induced protein in grapevine and pea, under different conditions and its relation with photoinhibition expresión de una proteína inducida tempranamente por luz en vid y arveja bajo diferentes condiciones y su relación con la fotoinhibición

Abstract

Early light induced proteins (ELIP) are a type of proteins which are expressed before than other chloroplast proteins in the presence of light. These proteins have been studied in a large number of annual species such as pea (Pisum sativum L.), barley (Hordeum vulgare L.) and Arabidopsis sp. In perennials plants the studies about ELIPs are very scarce. The possible photoprotective function of the ELIPs has motivated the interest in investigating the presence of this type of proteins in a perennial plant such as grapevine (Vitis vinifera L.) and if their characteristics differ from those found in annual plants. In this paper a comparative study was conducted on the ELIPs expression in grapevine and pea to investigate whether there are differences regarding to temperature and light intensity conditions necessary for maximum ELIP expression in each species and for studying in each case the relationship between ELIP expression and photoinhibition degree. The results of this study showed that the maximum ELIPs expression was reached from 25 °C and 1000 µmol PAR m-2 s-1 in both species. Above these values the expression remained constant. Regarding the temperature and light intensity effect on the photoinhibition degree, it was observed that temperature produced inverse relation in grapevine but no relation with pea. On the other hand, the light intensity produced direct relation in both grapevine and pea. The light intensity effect on ELIP expression suggests that these proteins may have a photorepairing role of the photosynthetic system, but the effect of temperature on the ELIP expression in short-term stress may be associated rather to the optimum conditions for their synthesis.
Las proteínas tempranamente inducidas por luz (ELIP) se expresan antes que otras proteínas del cloroplasto en presencia de luz. Estas proteínas han sido estudiadas en un gran número de especies anuales tales como arveja (Pisum sativum L.), cebada (Hordeum bulgare L.) y Arabidopsis sp. En plantas perennes los estudios sobre las ELIPs son muy escasos. La posible función fotoprotectora de las ELIPs ha motivado interés en investigar la presencia de este tipo de proteínas en una planta perenne como la vid (Vitis vinifera L.) y determinar si sus características difieren de aquellas encontradas en plantas anuales. En este trabajo se realizó un estudio comparativo sobre la expresión de ELIP en vid y arveja, para investigar si existen diferencias en las condiciones de temperatura e iluminación necesarias para la expresión máxima de ELIP en cada especie y para estudiar, en cada caso, la relación entre la expresión de ELIP y el grado de fotoinhibición. Los resultados de este estudio mostraron que la máxima expresión de ELIP se alcanzó a partir de los 25 °C y 1000 µmol PAR m-2 s-1 en ambas especies. Sobre estos valores la expresión permaneció constante. En cuanto al efecto de la temperatura y la intensidad de luz sobre el grado de fotoinhibición, la temperatura produjo una relación inversa en vid pero no hubo relación con arveja. Por otra parte, la intensidad de luz tuvo una relación directa en ambas especies. El efecto de la intensidad de luz sobre la expresión de ELIP sugiere que estas proteínas pueden tener un papel en fotoreparación del sistema fotosintético. El efecto de la temperatura sobre la expresión de ELIP, en ensayos a corto plazo puede estar asociado a las condiciones óptimas para su síntesis.