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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/812| Disipación del exceso de energía en el aparato fotosintético de Macrocystis pyrifera : control molecular y respuesta a la temperatura Excess energy dissipation in the photosynthetic apparatus of Macrocystis pyrifera: molecular control and temperature response | |
| Héctor Ocampo Alvarez | |
| Ernesto García Mendoza | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Disipación térmica,Ciclo de xantofilas,Disipación no fotoquímica de la fluorescencia del fotosistema,Macrocystis pyrifera,Ciencias del mar | |
| La disipación no fotoquímica de la fluorescencia del fotosistema II (NPQ, por sus siglas en ingles) es uno de los principales mecanismos de fotoprotección de plantas y algas contra la exposición al exceso de luz. En Macrocystis pyrifera las características del NPQ son únicas ya que no presenta la inducción rápida de NPQ dependiente de energía (qE, por sus siglas en ingles), que es común en plantas superiores y algas verdes. Entender como se controla el NPQ cuando el qE no esta presente es importante ya que este mecanismo en M. pyrifera podría representar una respuesta ancestral al estrés por luz. Para entender el funcionamiento de este mecanismo de fotoprotección, se trabajó bajo la hipótesis de que el NPQ en M. pyrifera depende de las reacciones de interconversión del ciclo de xantofilas, por lo que los factores que puedan afectar estas reacciones afectan también la formación de NPQ. Para probar la hipótesis se realizó la caracterización de la cinética de formación y disipación de NPQ y la cinética de la interconversión de los pigmentos del ciclo de xantofilas. Se estudio la influencia del tamaño de la concentración total de pigmentos del ciclo de xantofilas (ΣCX) sobre las reacciones del ciclo de xantofilas y sobre la formación de NPQ. Asimsimo, se investigó el efecto de la temperatura, como factor de estrés, sobre las reacciones del ciclo de xantofilas y sobre la formación de NPQ. La cinetica de formación y disipación de NPQ presentó dos componentes con características similares a procesos que están presentes en las plantas superiores: quenching fotoinhibitorio (qI) y quenching dependiente de zeaxantina (qZ). Se demostró que el tamaño de la concentración total de pigmentos del ciclo de xantofilas ejerce un control sobre la tasa de formación de NPQ, pero no sobre la amplitud máxima de NPQ. Se demostró que la temperatura afecta las reacciones del ciclo de xantofilas y por lo tanto, la formación de NPQ. Se observó que a 20 °C o a una mayor tempertaura, la formación de NPQ es mas rápida debido a una aceleración de la interconversión de los pigmentos del ciclo de xantofilas. Adicionalmente se comprobó que las temperaturas altas son estresantes, por que estas provocaron formación de pigmentos deepoxidados en oscuridad, disminución de la máxima eficiencia cuántica del fotosistema II y disminución de la tasa de transporte de electrones. En este trabajo se propone un modelo conceptual para explicar la participación del ciclo de xantofilas en la regulación de la formación y disipación de NPQ en M. pyrifera. Se propone que existe un efecto antagónico entre la violaxantina (Vx) y las xantofilas deepoxidadas, anteraxantina (Ax) y zeaxantina (Zx), para la formación de NPQ y en el que probablemente intervienen proteínas del tipo LHCSR. The nonphotochemical quenching (NPQ) of Photosystem II fluorescence is one of the most important photoprotective mechanisms to coupe with excess light in plants and algae. In Macrocystis pyrifera the NPQ is unique since the fast induction of this response, the energy dependent quenching (qE), which is a common response in plants and green algae, is not present in this alga. To understand how the NPQ is controlled when the qE is not present is important since NPQ in M. pyrifera might represent an ancient response to light stress. In order to understand the mechanism of photoprotection, the hipothesis of this work was that NPQ in M. pyrifera depends on the xanthophyl cycle reactions of interconvertion, so that the factors affecting these reactions may also affect the NPQ formation. To test this hypothesis, the characterization of the NPQ formation and dissipation kinetics and interconversion of xanthophyll pigments cycle was performed. The influence of the size of the total xanthophylls cycle pigment pool (ΣCX) on the xanthophyll cycle reactions and NPQ formation was also investigated. Also, we investigated the effect of temperature as a stress factor on the xanthophyll cycle reactions and on the formation of NPQ. The NPQ formation and dissipation kinetics showed two components that have characteristics similar to those present in higher plants: photoinhibitory quenching (qI) and zeaxanthin-dependent quenching (qZ). It was shown that the size of the ΣCX affected the rate of NPQ formation, but not on the maximum amplitude of NPQ. It was shown that temperature affected the xanthophyll cycle reactions and aslo NPQ formation. It was shown that temperatures of 20° C or above, accelerated the formation of NPQ associated with an acceleration of the interconversion of the xanthophyll cycle pigments, additionally it was found that temperatures of 20° C or more are stressful, because these resulted in the formation of deepoxidated pigments in the dark, low photosystem II quantum yield and a decrease on the electron transport rate. We propose a conceptual model that explains the involvement of the xanthophyll cycle in the regulation of the formation and dissipation of NPQ in M. pyrifera. It is proposed that there is an antagonistic effect between violaxanthin (Vx) and the deepoxidated xanthophylls antheraxanthin (Ax) and Zeaxanthin (ZX), for the formation of the NPQ. Aslo, the function of LHCSR type proteins in NPQ is discussed. | |
| CICESE | |
| 2013 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Ocampo Alvarez,H.2013.Disipación del exceso de energía en el aparato fotosintético de Macrocystis pyrifera : control molecular y respuesta a la temperatura.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.93 pp. | |
| PECES Y FAUNA SILVESTRE | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ecología Marina |
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