Participación de genes de la señalización del etileno en la regulación del crecimiento de la raíz en Arabidopsis thaliana

Abstract

Plants exhibit a sesile condition and thus are exposed throughout their life span to constantly changing conditions in their environment, which are frequently challenging for them. To cope with these adverse situations, they display an indeterminate developmental program, characterized by organogenesis as the basis for post-embrionary growth. This is opposed to the determinate development of animals, whose architecture is completed during the embrionary phase. Indeterminate development is sustained by meristems, regions with mitotically active cells that remain undifferentiated for extensive periods, and even the whole life cycle. This developmental strategy renders plants highly plastic such that most species are able to modulate their growth when conditions are not favorable. Understanding the mechanisms and genetic factors underlying indeterminate growth represents a major goal for plant physiologists and molecular biologists. Environmental sensing occurs through the synthesis of a wide and diverse group of chemical compounds denominated growth regulators or phytohormones that activate signalling cascades and ultimately modify gene expression. Root system development begins with the embryonic formation of a primary root and the regulators auxin and ethylene play an important role in this process. Several signaling elements are known to be shared by both compounds, yet, major issues about the involvement of ethylene signalling pathway components in the maintenance and activity of the primary root meristem remain elusive, since its regulation has been traditionally attributed to auxins. The present research assessed the role of the kinase protein CONSTITUTIVE TRIPLE RESPONSE1 (CTR1), a negative regulator of ethylene response, and demonstrates its function for root meristem maintenance.

Debido a su condición sésil, las plantas están expuestas a una serie de condiciones ambientales altamente variables y frecuentemente adversas, y presentan un tipo de desarrollo llamado indeterminado, en el cual la organogénesis es la base de los cambios morfológicos que ocurren después de la germinación. El desarrollo indeterminado es posible gracias a la actividad de los meristemos, regiones celulares mitóticamente activas durante periodos prolongados, incluso durante todo el ciclo de vida. Esto les otorga a las plantas gran plasticidad fenotípica, así como la capacidad en algunas especies de modular su crecimiento cuando las condiciones no son idóneas. La regulación genética del desarrollo indeterminado es un tema novedoso para las áreas de la fisiología, la genética y la biología celular y su estudio es importante para generar un cabal entendimiento de la biología de las plantas. La percepción de estímulos ocurre gracias a la síntesis de un conjunto de sustancias conocidas como reguladores del crecimiento vegetal que activan rutas de señalización y finalmente modulan la expresión genética. En el sistema radicular, cuyo desarrollo comienza con la formación de la raíz primaria, las auxinas y el etileno juegan un papel importante y se sabe que existen elementos comunes en las rutas de transducción de señales orquestadas por ambos compuestos. Sin embargo, gran parte del papel que juegan componentes de la señalización del etileno en el mantenimiento del meristemo y por lo tanto del desarrollo indeterminado de la raíz primaria (proceso tradicionalmente atribuido a las auxinas) aún se desconocen. En este trabajo fue posible comprobar que la cinasa CONSTITUTIVE TRIPLE RESPONSE1 (CTR1), regulador negativo de la señalización del etileno, juega un papel fundamental en el mantenimiento del meristemo de la raíz primaria.