Mecanismos de incorporación y homeostasis citoplasmática de potasio y sodio en Halimione

Laburpena

Las características del transporte de potasio y sodio en plantas halófitas no son muy conocidas, ni tampoco el proceso de homeostasis citoplasmática de estos iones, aspectos fundamentales en la tolerancia a la salinidad. Así, en este trabajo se han caracterizado estos procesos en la especie halófita Halimione portulacoides (L.) Aellen, usando técnicas electrofisiológicas. Las raíces de esta planta, cultivadas en ausencia de potasio y sodio, son capaces de incorporar potasio a concentraciones en el rango micromolar y la adición de dicho ión genera despolarizaciones de la membrana plasmática de las células radiculares. Estas despolarizaciones presentan una cinética de saturación con una Km de 300 µM K+, mayor que la descrita para el transporte de alta afinidad para potasio en glicófitas. La adición de concentraciones milimolares de sodio reduce la afinidad por el potasio y la tasa máxima de transporte; además, el potencial de membrana se hace más positivo. Sin embargo, plántulas crecidas en 300 mM Na+ muestran el mismo efecto, pero reducido, sobre el transporte de potasio pues los potenciales de membrana se mantienen en valores más negativos. Esta característica puede ser fundamental para mantener la incorporación de potasio en el medio salino donde se desarrolla la planta. El cesio y el bario, inhibidores de canales de potasio, reducen el transporte de este ión en plantas crecidas en ausencia o presencia de sodio. Sin embargo, el amonio, inhibidor de los transportadores de tipo HAK, induce una ligera inhibición en las plantas cultivadas en ausencia de sodio, y no tiene ningún efecto en las cultivadas en 300 mM Na+. Estos resultados sugieren que el transporte de potasio en esta especie se daría a través de canales de tipo AKT. El sodio puede ser incorporado por las raíces a concentraciones en el rango micromolar y también genera despolarizaciones de la membrana. No obstante, la Km para sodio es próxima a 600 µM; así esta especie no presenta un transporte de alta afinidad para sodio del tipo descrito en glicófitos. El transporte de sodio no se inhibe por inhibidores del transporte de potasio, por tanto, dicho transporte se produciría por canales distintos a los de potasio. Las actividades citoplasmáticas de K+ y Na+ se han medido por primera vez en una especie halófita, en plantas cultivadas en ausencia o presencia de 300 mM Na+. Los niveles de K+ se reducen en presencia de sodio, respuesta observada en glicófitos, mientras que la concentración citoplasmática de sodio es muy dependiente de la concentración externa, que pasa de 26 mM en ausencia a 72 mM en 300 mM Na+. Ello indica que la permeabilidad de la membrana al sodio es elevada, aunque la permeabilidad al potasio es mucho mayor y aumenta en presencia de sodio, como señalan las estimaciones de la permeabilidad relativa Na+/K+ , que pasa de un valor de 0,52 a 0,12, en ausencia o presencia de sodio, respectivamente. Por otra parte, el índice Na+/K+ citoplasmático se incrementa de 0,34 a 1,31, valores dentro del rango propuesto para los halófitos por medidas indirectas.