Este estudio ha abordado el efecto del herbicida glifosato en la regulación de la ruta del siquimato en la especie Amaranthus palmeri, comparando una población sensible a glifosato con una población resistente. Se ha podido observar que el gran aumento en el número de copias génicas del enzima EPSPS en la población resistente no tiene un efecto general basal en la expresión de los demás genes de esta ruta de síntesis de los aminoácidos aromáticos ni en el contenido en triptófano, tirosina y fenilalanina. Tras el tratamiento con glifosato, se observó, en ambas poblaciones, una inducción general de la expresión de los genes de la ruta del siquimato, dependiente de la dosis de glifosato. Es destacable que la aplicación del glifosato provoca el aumento de la expresión y actividad AS, y la tendencia opuesta en expresión CM, lo que conlleva un flujo preferente hacia la formación de triptófano en lugar de tirosina y fenilalanina.
La ruta del siquimato se alimenta de los esqueletos carbonados procedentes de la glicolisis (fosfoenolpiruvato) y de la ruta de las pentosas fosfato (eritrosa4-fosfato). Consta de una sucesión de seis actividades enzimáticas consecutivas (Fig. 1): deoxi-D-arabino-heptulosonato-7-fosfato sintasa (DAHPS), 3-dehidroquinato sintasa (DHQS), siquimato quinasa (SK), 5-enolpiruvilsiquimato 3-fosfato sintasa (EPSPS) y corismato sintasa (CS) hasta la formación de corismato. Usando como sustrato el corismato, la ruta se divide en dos ramales diferenciados para la biosíntesis de aminoácidos aromáticos (AAA): por un lado, el enzima corismato mutasa (CM), que lleva a la síntesis de tirosina y fenilalanina; y por otro, el enzima antranilato sintasa (AS), que lleva a la síntesis de triptófano (Tzin y col., 2012). El glifosato es un herbicida que inhibe la biosíntesis de los tres aminoácidos aromáticos. El sitio primario de acción del glifosato es la inhibición específica de un enzima clave en la ruta del siquimato: el enzima EPSPS (Gaines y col., 2010; Powles and Yu, 2010), que convierte el siquimato-3-fosfato y el fosofoenolpiruvato en 5-enolpiruvil-siquimato-3-fosfato. A pesar de que se conoce el mecanismo de acción del glifosato (bloqueo del enzima EPSPS) (Steinrücken y Amrhein, 1980), no se conoce completamente el modo de acción del mismo (Gomes y col., 2014) (conjunto de procesos que llevan a la muerte de la planta tras este bloqueo), información que puede ser clave para desarrollar nuevos herbicidas. El uso intensivo del glifosato ha provocado el desarrollo de resistencias en muchas especies de malas hierbas, como Amaranthus palmeri, cuya resistencia fue documentada por primera vez en 2006 (Culpepper y col. 2006), y cuyo mecanismo de resistencia al glifosato, la amplificación génica del enzima EPSPS, fue descrito por primera vez en 2010 (Gaines y col. 2010).
El objetivo general de este estudio es profundizar en el conocimiento de la regulación de la vía de biosíntesis de los AAA. Para ello se ha trabajado con dos poblaciones de Amaranthus palmeri de diferente sensibilidad al glifosato, una sensible (NC-S) y otra resistente al mismo (NC-R), con una amplificación génica de 47,5 veces más copias de EPSPS que la población sensible (Fernández-Escalada y col. 2016). Concretamente, se quiere valorar la implicación que tiene en la vía la sobreexpresión del enzima EPSPS y estudiar los efectos fisiológicos que provoca el glifosato en la regulación de la ruta de biosíntesis de AAA (donde se localiza su diana).
