Estudio de las interacciones entre alcamidas, glutamato y óxido nítrico en la regulación de la arquitectura radicular de Arabidopsis thaliana

Abstract

Plants organized the different stages of their life cycle according to the integration of environmental cues in growth patterns. Various growth regulators including auxins, cytokinins and ethylene, coordinate cellular responses division, growth and differentiation and modify root architecture and foliage. a new class of compounds of lipid character, the recently described alkamides, also have been reported other molecules such as nitric oxide (NO) and L-glutamate, which cause similar effects to the plant morphogenesis in alkamides. In this paper the effects of N-isobutyl decanamide analyzed, a alkamide whose presence has been described in different species of plants, L-glutamate, an important amino acid for metabolism and nitric oxide, a second messenger present in plants and animals involved in the regulation of root architecture Arabidopsis. Treatments with the different molecules showed similar effects, inhibiting the growth of the primary root and stimulating the growth of lateral roots. To determine a possible interaction between the signaling pathways of L-glutamate, N-isobutyl decanamide and ON, the effects of L-glutamate were studied in morphogenesis mutants resistant to this molecule. Subsequently these mutants were evaluated under treatment with N-isobutyl decanamide and SNP, ON donor compound. Mutant showed an inhibition of growth similar to the wild plants taproot, indicating that the effects of glutamate to occur independent of alkamide and ON mechanisms.

Las plantas organizan las diferentes etapas de su ciclo de vida de acuerdo a la integración de señales ambientales en patrones de crecimiento. Diversos reguladores del crecimiento incluyendo a las auxinas, el etileno y las citocininas, coordinan las respuestas celulares de división, crecimiento y diferenciación y modifican la arquitectura de la raíz y del follaje. Recientemente se describió una nueva clase de compuestos de carácter lipídico, las alcamidas, también se han reportado otras moléculas como es el óxido nítrico (ON) y el L-glutamato, las cuales causan efectos similares al de las alcamidas en la morfogénesis vegetal. En el presente trabajo se analizaron los efectos de la N- isobutil decanamida, una alcamida cuya presencia se ha descrito en diferentes especies de plantas, el L-glutamato, un aminoácido importante para el metabolismo y el óxido nítrico, un segundo mensajero presente en plantas y animales que participan en la regulación de la arquitectura de la raíz de Arabidopsis. Los tratamientos con las diferentes moléculas mostraron efectos similares, inhibiendo el crecimiento de la raíz primaria y estimulando el crecimiento de las raíces laterales. Para determinar una posible interacción entre las rutas de señalización del L-glutamato, la N-isobutil decanamida y el ON, se estudiaron los efectos del L-glutamato en la morfogénesis de mutantes resistentes a esta molécula. Posteriormente estas mutantes se evaluaron bajo tratamientos con N-isobutil decanamida y SNP, un compuesto donador de ON. Las mutantes presentaron una inhibición del crecimiento de la raíz primaria similar al de las plantas silvestres, indicando que los efectos del glutamato ocurren por mecanismos independientes a los de la alcamida y el ON.