Nitric oxide, ethylene and auxin crosstalk mediates greening and plastid development in deetiolating tomato seedlings

• Processo: 16/09430-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2016
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Luciano Freschi
• Beneficiário: Luciano Freschi
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Tomateiro Óxido nítrico Hormônios vegetais Fitocromo Fotomorfogênese
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fitocromos | fotormorfogenese | hormônios vegetais | Oxido Nitrico | Plastídios | Tomateiro | Fotomorfogenese

Resumo

A transição do estado estiolado para o estado desestiolado envolve a conversão de etioplastos em cloroplastos maduros através de um processo multifacetado e dirigido por luz, o qual compreende diversas redes de sinalização. No presente trabalho demonstramos que a síntese de clorofilas e a diferenciação plastidial em plântulas de tomateiro (Solanum lycopersicum) são mediados por um intricado crosstalk entre fitocromos, óxido nítrico (NO), etileno e auxinas. Evidências genéticas e farmacológicas indicaram que o NO promove o desestiolamento, reprimindo a síntese de etileno e induzido o acúmulo de auxinas nos cotilédones de plântulas de tomateiro. Análises realizadas em mutantes hormonais de tomateiro demonstraram que a própria produção de NO encontra-se negativamente e positivamente reguladas pelo etileno e pelas auxinas, respectivamente. Sendo numa das principais fontes biossintéticas de NO nos cotilédones de tomateiro, a nitrato redutase mostrou-se sob estrito controle dos fitocromos e de sinais hormonais. Uma íntima relação NO-fitocromos foi revelada por meio da reversão quase que completa do fenótipo estiolado tipicamente observado no mutante deficiente para fitocromos aurea em resposta à fumigação com NO. Neste mutante, a fumigação com NO desencadeou o acúmulo de clorofilas, a diferenciação dos cloroplastos, e alterações na expressão de genes hormonais semelhantes àquelas detectadas em plântulas de tipo selvagem expostas à luz. O NO impactou negativamente o acúmulo de transcritos de genes que codificam fitocromos, fatores repressores da fotomorfogênese e proteínas responsáveis pelo controle da divisão plastidial, indicando que este radical livre pode mimetizar as alterações transcricionais normalmente desencadeadas pela percepção de luz dependente de fitocromos. Assim sendo, nossos dados indicam que durante a conversão de plântulas estioladas em plântulas verdes e fotossinteticamente competentes, loops de feedback regulatórios negativos e positivos orquestram as interações entre etileno-NO e auxina-NO, respectivamente. (AU)