Caracterización de mutantes de Arabidopsis thaliana afectadas en las respuestas morfogenéticas a la N-isobutil decanamida

Abstract

Lipids can be signal molecules used by most organisms to modulate its morphogenesis, such as NAEs an alkamides, which are found in a wide variety of plants and its exogenous application affects morphogenetic processes and plant development. N-isobutyl decanamide is a bioactive amide derived from catalytic reduction of affinin, this latter commonly present in high concentrations in Heliopsis longipes roots. N-isobutyl decanamide inhibits primary root growth, induces the formation of lateral and adventitious roots and the formation of neoplastic structures on leaves, showing the alkamides are involved in the control of plant development. To identify the genetic components involved in responses to alkamides, screenings using N-isobutyl decanamide at inhibitory concentrations for primary root growth were performed. Two A. thaliana mutants were isolated, the decanamide resistant root 1 (drr1) shows a continuos primary root growth in high alkamide concentrations, and decanamide hypersensitive mutant 1 (dhm1) is characterized by the presence of neoplastic leaves. Genetic characterization was performed for each one of the mutants through backcrossing of drr1 with Col-0 and Ws with dhm1, F2 populations from these crosses showed a 3:1 segregation rate for each mutation, indicating that the alkamide-related mutants are affected in single Mendelian recessive traits. When grown under normal growth conditions, drr1 mutants show decreased lateral root formation, whereas the dhm1 root system shows increased branching.

Los lípidos pueden actuar como moléculas señal en los organismos, modulando su morfogénesis, tal es el caso de las N-acil etanolaminas (NAEs) y alcamidas, que se encuentran en gran variedad de plantas y cuya aplicación exógena afecta diversos procesos del crecimiento y el desarrollo. La N-isobutil decanamida es una alcamida bioactiva proveniente de la reducción catalítica de la afinina, que a su vez es un componente mayoritario de la raíz de Heliopsis longipes. La N-isobutil decanamida inhibe el crecimiento de la raíz primaria, induce la formación de raíces laterales y adventicias y la formación de callos sobre las hojas, indicando que las alcamidas podrían estar involucradas en el control del desarrollo de las plantas. Para identificar los componentes genéticos involucrados en las respuestas a las alcamidas, se realizaron escrutinios usando concentraciones de N-isobutil decanamida inhibitorias para el crecimiento de la raíz primaria en busca de mutantes de A. thaliana afectadas en las respuestas morfogenéticas a esta alcamida, obteniéndose una mutante resistente denominada drr1 (decanamide resistant root 1), cuya raíz es resistente a altas concentraciones de la alcamida y una mutante hipersensible, la dhm1 (decanamide hipersensitive mutant 1), identificada por la presencia generalizada de neoplasias en las hojas. Al realizar la caracterización genética para cada una de las mutantes mediante retrocruzas con sus respectivos padres silvestres, drr1 con Ws y dhm1 con Col-0, se obtuvo una segregación 3:1 en la población F2 para cada caso, lo que indica que en cada una de las mutantes se encuentra afectada un gen recesivo. La caracterización del programa morfogenético de las mutantes en condiciones normales de crecimiento mostró que las plantas drr1 presentan una disminución en la formación de raíces laterales, mientras que en dhm1 el sistema radicular está ampliamente ramificado.