Las plantas están expuestas a una variedad de estímulos externos y endógenos que afectan y modulan su desarrollo y en el caso de cultivos agronómicos impactan directamente sobre su productividad reduciendo su rendimiento. Siendo organismos sésiles, dependen de su capacidad para percibir, discriminar y responder a estímulos y coordinar cambios complejos que les permitan la mejor distribución de sus recursos para crecer, reproducirse y defenderse. Las plantas responden a estreses bióticos y abióticos induciendo las proteínas necesarias para sobrellevar las crisis. El calcio es un segundo mensajero capaz de transducir una amplia gama de estímulos ambientales y hormonales. Las quinasas de proteínas dependientes de calcio, CDPKs, son sensores-transductores de calcio que median respuestas a estreses bióticos y abióticos.

Las CDPKs componen familias multigénicas, cuyos miembros difieren en patrones de expresión, localización subcelular, propiedades cinéticas y especificidad de sustrato sugiriendo que cada isoforma cumple un rol distintivo en la transducción del calcio. El análisis del genoma de Solanum phureja (http://solanaceae.plantbiology.msu.edu/) nos permitió inferir que la familia CDPK en la planta de papa se compone de 26 miembros distribuidos en 4 subgrupos a los que se le suman 2 CRKs (CDPK related kinases).

Siendo la papa un cultivo básico para sustentar la alimentación de la creciente población mundial, se realizan esfuerzos considerables para comprender y mejorar su potencial productivo. En particular nuestro grupo está interesado en estudiar el papel de determinadas isoformas de CDPKs en la respuesta de la planta de papa frente al tizón tardío provocado por Phytophthora infestans y a la salinidad de suelos. Conocer la función de estas enzimas permitirá su manipulación biotecnológica con el objetivo de obtener plantas de papa más resistentes.

Integrantes del grupo

Lic. Cecilia Eugenia Maria Grossi
Becaria Doctoral FONCyT
ceci.grossi@gmail.com

Publicaciones

StCDPK3 Phosphorylates In Vitro Two Transcription Factors Involved in GA and ABA Signaling in Potato: StRSG1 and StABF1 Grandellis C, Fantino E, Muñiz García MN, Bialer MG, Santin F, Capiati DA, Ulloa RM (2016). PLoS ONE 11(12): e0167389. doi:10.1371/journal. pone.0167389
 

Analysis of the potato calcium-dependent protein kinase family and characterization of StCDPK7, a member induced upon infection with Phytophthora infestans.Fantino E, Segretin ME, Santin F, Mirkin FG, Ulloa RM.Plant Cell Rep. 2017 Jul;36(7):1137-1157. doi: 10.1007/s00299-017-2144-x. Epub 2017 Apr 27.

Solanumtuberosum StCDPK1 is regulated by miR390 at the posttranscriptional level and phosphorylates the auxin efflux carrier StPIN4 in vitro, a potential downstream target in potato development.
Santin F, Bhogale S, Fantino E, Grandellis C, Banerjee AK, Ulloa RM. 2016.
Physiol Plant.

Transcript profiling reveals that cysteine protease inhibitors are up-regulated in tuber sprouts after extended darkness.
Grandellis C, Giammaria V, Fantino E, Cerrudo I, Bachmann S, Santin F, Ulloa, RM 2016.
Functional & Integrative Genomics, 1-20.

The novel Solanumtuberosum calcium dependent protein kinase, StCDPK3, is expressed in actively growing organs.
Grandellis, C, Giammaria V, Bialer M, Santin F, Lin T, Hannapel DJ, Ulloa RM. 2012.
Planta, 236, 1831-48.

Characterization of StABF1, a stress-responsive bZIP transcription factor from Solanumtuberosum L. that is phosphorylated by StCDPK2 in vitro.
MUNIZ GARCIA MN, Giammaria V, Grandellis C, Tellez-Inon MT, Ulloa RM, Capiati DA. 2012.
Planta, 235, 761-78.

StCDPK2 expression and activity reveal a highly responsive potato calcium-dependent protein kinase involved in light signalling.
Giammaria V, Grandellis C, Bachmann S, Gargantini PR, Feingold SE, BRYAN G, Ulloa RM. 2011.
Planta, 233, 593-609.

Genomic and functional characterization of StCDPK1.
Gargantini PR, Giammaria V, Grandellis C, Feingold SE, Maldonado S, Ulloa RM. 2009.
Plant MolBiol, 70, 153-72.

A mutant ankyrin protein kinase from Medicago sativa affects Arabidopsis adventitious roots.
Chinchilla D, Frugier F, Raices M, Merchan F, Giammaria V, Gargantini P, Gonzalez-Rizzo S, Crespi M, Ulloa R. 2008.
Functional Plant Biology, 35, 92-101.

A CDPK isoform participates in the regulation of nodule number in Medicagotruncatula.
Gargantini PR, Gonzalez-Rizzo S, Chinchilla D, Raices M, Giammaria V, Ulloa RM, Frugier F, Crespi MD. 2006.
Plant J, 48, 843-56.

Regulation of CDPK isoforms during tuber development.
Raices M, Gargantini PR, Chinchilla D, Crespi M, Tellez-Inon MT, Ulloa RM. 2003a.
Plant MolBiol, 52, 1011-24.

Sucrose increases calcium-dependent protein kinase and phosphatase activities in potato plants.
Raices M, Macintosh GC, Ulloa RM, Gargantini PR, Vozza NF, Tellez-Inon MT. 2003b.
Cell MolBiol (Noisy-le-grand), 49, 959-64.

StCDPK1 is expressed in potato stolon tips and is induced by high sucrose concentration.
Raices M, Ulloa RM, Macintosh GC, Crespi M, Tellez-Inon MT. 2003c.
J Exp Bot, 54, 2589-91.

A calcium-dependent protein kinase is systemically induced upon wounding in tomato plants.
Chico JM, Raices M, Tellez-Inon MT, Ulloa RM. 2002.
Plant Physiol, 128, 256-70.

Jasmonic acid affects plant morphology and calcium-dependent protein kinase expression and activity in Solanumtuberosum.
Ulloa RM, Raices M, Macintosh GC, Maldonado S, Tellez-Inon MT. 2002.
Physiol Plant, 115, 417-427.

Molecular characterization of StCDPK1, a calcium-dependent protein kinase from Solanumtuberosum that is induced at the onset of tuber development.
Raices M, Chico JM, Tellez-Inon MT, Ulloa RM. 2001.
Plant MolBiol, 46, 591-601.

Protein kinase activity in different stages of potato (Solanumtuberosum L.) microtuberization.
Ulloa RM, Macintosh GC, Melchiorre M, Mentaberry AN, Dallari P, Moriconi DN, Téllez-Iñón MT. 1997.
Plant Cell Reports, 16, 426-429.

Changes in Calcium-Dependent Protein Kinase Activity during in Vitro Tuberization in Potato.
Macintosh GC, Ulloa RM, Raices M, Tellez-Inon MT. 1996.
PlantPhysiol, 112, 1541-1550.

Financiamiento

Subsidio Proyectos de Investigación Científica y Tecnológica PICT 2014 3018: “Evaluación de plantas transgénicas de papa sobreexpresantes de isoformas de CDPKs en su tolerancia a sequía y a infección por Phytophthorainfestans”.

Subsidio UBACYT 2013-2016: “Caracterización funcional de CDPKs en plantas de papa expuestas a alta sal y a infección con Phytophthorainfestans”.

Subsidio Proyectos de Investigación Plurianuales PIP 2013-2016: “Análisis funcional del perfil de fosfoproteínas inducidos por la luz en plantas”.

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