Participación de la glutamato-carboxipeptidasa ALTERED MERISTEM PROGRAM 1 (AMP1) en el desarrollo de la semilla y la diferenciación epidérmica en Arabidopsis thaliana

Abstract

Seeds are important for dispersal and embryo protection against adverse environmental conditions. During seed development, genetic programs are established, which relate embryo morphogenesis with the structure of the testa, integuments and epidermis. During germination, roots produce root hairs, whereas trichomes are formed in leaves through the cell differentiation process. In this work, it was investigated the participation of ALTERED MERISTEM PROGRAM 1 (AMP1) gene, which encodes a glutamate carboxypeptidase, in embryo development, seed formation and epidermal cell differentiation. WT and amp1 mutant comparisons revealed that mutations in AMP1 cause alterations on seed production, seed coat structure and embryo development as amp1 mutants display four distinct and stable seed phenotypes defined as “regular”, “raisin”, “irregular” and “burst” seeds. The alterations on amp1 seeds cause delay in germination and affects root hair and trichome development. Our data suggest that AMP1 is necessary for the normal seed coat and embryo establishment during seed development and plays an important role in epidermal cell differentiation in roots and in leaves.

Las semillas representan un medio de propagación y de protección ante condiciones ambientales adversas. Durante el desarrollo de la semilla se establecen programas genéticos que relacionan la morfogénesis del embrión con la estructura de la testa, los integumentos y la epidermis. Durante la germinación, la raíz genera los pelos radiculares y posteriormente, cuando emergen las hojas verdaderas, éstas producen tricomas, ambas estructuras pelos radiculares y tricomas se forman mediante el proceso de diferenciación celular epidérmica. En este trabajo se investigó la participación del gen ALTERED MERISTEM PROGRAM 1 (AMP1) que codifica para una glutamato-carboxipeptidasa, en el desarrollo del embrión, la formación semilla y la diferenciación celular epidérmica. La comparación de la semilla en plantas silvestres y mutantes amp1 mostró alteraciones en las mutantes definidas por su fenotipo como “regulares”, “rugosas”, “irregulares” y “protrusivas”. Las alteraciones mostradas por las diferentes clases de semillas de amp1 están relacionadas con el proceso de germinación y la formación de pelos radiculares y tricomas. Estos datos sugieren que la proteína AMP1 es necesaria para coordinar el desarrollo del embrión y la testa y además juega un importante papel en el establecimiento de los patrones de diferenciación de la epidermis tanto en la raíz como en las hojas.