Participación de phytochrome and flowering time1/mediator25 en el desarrollo de la raíz y la respuesta a auxinas en Arabidopsis thaliana

Abstract

The root system architecture is a major determinant of water and nutrient acquisition, interaction with rhizosphere microorganisms, and stress tolerance in plants. The Mediator complex is a conserved multiprotein complex, which acts as an adaptor between transcription factors and the RNA polymerase II. Loss-offunction mutations in PHYTOCHROME AND FLOWERING TIME1 (PFT1)/MED25, a component of Mediator complex, increase primary and lateral root growth as well as lateral and adventitious root formation, by affecting cell division and elongation. In contrast, PFT1/MED25 overexpression reduces these responses, suggesting that PFT1/MED25 is an important element of meristematic cell proliferation and cell size control in both lateral and primary roots. Analysis of auxin-responsive gene expression markers showed that PFT1/MED25 negatively regulates auxin transport and response gene expression, as evidenced by increased and decreased expression of the auxin-related reporters PIN-FORMED1 (PIN1)

El sistema radicular de las plantas desempeña un papel importante en la absorción de agua y nutrientes, la interacción con microorganismos de la rizósfera y la tolerancia al estrés. El complejo Mediador es un complejo multiproteínico conservado en organismos eucariontes, el cual participa como un adaptador entre los factores de transcripción y la RNA polimerasa II. Mutaciones con pérdida de función en PHYTOCHROME AND FLOWERING TIME1/MEDIATOR25 (PFT1/MED25), un componente del complejo Mediador, incrementan el crecimiento de la raíz primaria y las raíces laterales, y la formación de raíces laterales y adventicias, afectando la división y la elongación celular. De manera opuesta, la sobreexpresión de PFT1/MED25 reduce estas respuestas, indicando que PFT1/MED25 es un importante elemento de la proliferación celular meristemática y del control del tamaño celular tanto en raíz primaria como raíces laterales. El estudio de marcadores de genes de respuesta a auxinas, indicaron que PFT1/MED25 regula negativamente la expresión de genes de respuesta y transporte de auxinas, evidenciado por un incremento y una disminución de los marcadores asociados a auxinas PIN-FORMED1 (PIN1):PIN1: GFP (proteína verde fluorescente), DR5: GFP, DR5:uidA y BA3:uidA en mutantes pft1-2 y plantas 35S:PFT1, respectivamente. Sin embargo, no se encontró ningún cambio en los niveles endógenos de auxinas en plantas mutantes pft1-2 o en plantas 35S:PFT1. El análisis detallado de la actividad de DR5: uidA, DR5: GFP y BA3: uidA en respuesta al ácido indol-3-acético, al ácido naftalen acético y al inhibidor del transporte polar de auxinas, el ácido N-naftiltalámico indicó que PFT1/MED25 regula principalmente el transporte y la respuesta a auxinas. En conjunto, estos resultados sugieren la participación de PFT1/MED25 en la regulación de la arquitectura del sistema radicular a través de un mecanismo dependiente de la señalización por auxinas.