FONDECYT de Kelps
Analizing multiple variables for explaining sporophyte growth capacity in Macrocystis pyrifera (Laminareales) under N-limiting conditions: the importance of intraespecific genetics, microscopic stage development and sexual outcome, and associated bacteria
IP A Buschmann | Co: S Pereda, MC Hernández-González, P Fernández
RESUMEN
La limitación de nitrógeno es uno de los factores ambientales que determinan los patrones de productividad y modulan la dinámica de la población de algas marinas, ya que tienen diferentes tasas de absorción, capacidades de almacenamiento y capacidad de recuperación después de períodos prolongados de limitación. Una característica de M. pyrifera es que no tiene una alta capacidad de almacenamiento de nutrientes. Estudios recientes han demostrado que las etapas microscópicas respondieron modificando el potencial de fertilidad de los gametofitos femeninos (número de óvulos producidos y fertilizados por hembra) que pueden producir una próxima generación de esporofitos con un morfotipo que muestra mayor potencial de crecimiento bajo diferentes disponibilidades de N. Sin embargo, todavía no se conoce si las poblaciones genéticamente distintas de M. pyrifera difieren en el patrón de desarrollo de los gametofitos femeninos, es decir, en la producción de un mayor número de ovogonios por gametofito femenino, que en consecuencia produce esporofitos con un mayor número de frondas que luego mostrarán un mayor productividad y tolerancia a las limitaciones de nutrientes. Además, tampoco se conoce si las posibilidades de un cruce reproductivo exitoso, entre poblaciones genéticamente distintas, pueden resultar como mecanismo genético para aumentar la capacidad para soportar períodos de limitación de N. Esta propuesta también tiene la intención de establecer si los esporofitos tempranos con diferente morfología (impulsados por el número de ovogonios fertilizados con éxito en un solo gametofito femenino) y antecedentes genéticos pueden respaldar una mejor limitación de nutrientes, presentando distintas adaptaciones fisiológicas/bioquímicas. Abordaremos, También, la relevancia de la variedad de bacterias epífitas asociadas que pueden estar determinando distintas capacidades para hacer frente a la limitación de N. Finalmente, el cuarto objetivo de esta propuesta pretende demostrar si diferentes atributos morfológicos de estadios tempranos de esporofitos producidos bajo diferentes condiciones de cultivo, presentan un mayor éxito bajo un enfoque de mesocosmos experimental de jardín común. Con el uso de mesocosmos de laboratorio y al aire libre, experimentos de campo y midiendo el crecimiento, las respuestas fisiológicas (p. ej., fotosíntesis), bioquímicas (p. ej., clorofila, carotenos), respuestas moleculares usando metagenómica y qPCR, N rutas metabólicas relevantes en las algas y las bacterias asociadas pretendemos comprender, de manera mucho más profunda, la importancia de la reproducción sexual y las primeras etapas de desarrollo en las adaptaciones de M. pyrifera para enfrentar el estrés ambiental por limitación de N. En este contexto, esperamos encontrar que los cruces interespecíficos pueden ser importantes para comprender la capacidad fisiológica de M. pyrifera, pero además, pueden surgir explicaciones alternativas ya que el desarrollo de ciertos morfotipos de algas marinas durante las primeras etapas de desarrollo puede ser un mecanismo para hacer frente a las condiciones de estrés. El tercer resultado relevante principal será iluminar el camino hacia la comprensión de la interacción bacteria-kelp como otro mecanismo para hacer que el nitrógeno esté disponible para la absorción de esporofitos en condiciones naturales y de cultivo.
