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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2008.tde-27022008-165609
Documento
Autor
Nome completo
Rogério Falleiros Carvalho
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2007
Orientador
Banca examinadora
Peres, Lazaro Eustaquio Pereira (Presidente)
Kerbauy, Gilberto Barbante
Quecini, Vera Maria
Takaki, Massanori
Zaidan, Lilian Beatriz Penteado
Título em português
Estudo da interação entre fitocromo e hormônios vegetais no controle do desenvolvimento
Palavras-chave em português
Desenvolvimento vegetal
Fitoquímica
Hormônios vegetais
Morfogênese vegetal
Mutação genética
Pigmentos vegetais
Tomate.
Resumo em português
Muitas respostas moduladas pela luz durante o desenvolvimento das plantas também são reguladas por hormônios vegetais, levando à hipótese da interação entre ambos os fatores. Uma ferramenta valiosa para testar tal interação seria o uso de mutantes fotomorfogenéticos e hormonais, bem como duplos mutantes combinando ambos. Em tomateiro, embora sejam disponíveis mutantes com alterações na biossíntese de fotorreceptores e/ou na transdução do sinal da luz, bem como mutantes no metabolismo e/ou sensibilidade hormonal, esses estão presentes em cultivares diferentes, o que pode limitar seu uso de modo integrado e a construção de duplos mutantes. No presente trabalho, foram introgredidas em uma única cultivar de tomateiro, Micro-Tom (cv. MT), dezenove mutações afetando a biossíntese ou a resposta a fitocromo, bem como aos hormônios auxina (AUX), citocinina (CK), giberelina (GA), ácido abscísico (ABA), etileno (ET) e brassinoesteróides (BR). Tomando-se vantagem de tal coleção, duas respostas notadamente controladas tanto pela luz quanto por hormônios foram estudadas: alongamento e acúmulo de antocianinas em hipocótilos. Para tal, foram utilizadas as seguintes abordagens: i) tratamentos exógenos de diferentes classes hormonais em mutantes fotomorfogenéticos, ii) observação de hipocótilos de mutantes hormonais crescidos na luz e no escuro, iii) observação de duplos mutantes combinando mutações hormonais e fotomorfogenéticas. Assim, o acúmulo de antocianinas foi promovido pela CK e ABA e inibido pela GA, concordando com a redução no mutante deficiente em ABA (notabilis ou not) e no mutante hipersensível à GA (procera ou pro). Apesar do mutante com baixa sensibilidade à AUX (diageotropica ou dgt) acumular exageradamente antocianinas, a aplicação exógena não evidenciou o papel da AUX, sendo, porém, coerente com a sugestão de que esse mutante possui um balanço AUX/CK voltado para CK. Tanto a aplicação exógena quanto a avaliação nos mutantes epinastic (epi), super produção de ET, e Never ripe (Nr), baixa sensibilidade ao ET, sugerem uma função limitada desse hormônio na biossíntese de antocianinas. Na luz e no escuro, AUX, CK, ABA e ET exógenos resultaram na inibição do alongamento do hipocótilo, sendo coerente com a promoção em dgt (luz), promoção em sit (luz), inibição em epi (luz e escuro). Por outro lado, GA promoveu o alongamento corroborando a promoção em pro. Contrariando o efeito exógeno da CK, brt reduziu o alongamento na luz e no escuro. No escuro, o único mutante que apresentou alongamento do hipocótilo superior a MT foi o mutante deficiente na biossíntese do phy (aurea ou au). A utilização de duplos mutantes combinando phy- e alterações hormonais mostrou uma interação aditiva (au epi, au Nr, au dgt e au sit), sinergística (au pro) e epinástica (au brt) no acúmulo de antocianinas e alongamento do hipocótilo na luz, porém nessa última resposta, au dgt e au sit indicaram uma interação sinergística. Juntos, esses resultados indicam que, embora phy possui vias distintas da AUX, ET, ABA e GA no controle do acúmulo de antocianinas e alongamento do hipocótilo, parece que esse fotorreceptor partilha vias comuns com CK em ambas as respostas.
Título em inglês
Analysis of the interactions between phytochrome and plant hormones in plant development
Palavras-chave em inglês
anthocyanin accumulation.
cultivar Micro-Tom
hormones
hypocotyl elongation
mutants
phytochrome
Resumo em inglês
Many responses regulated by light during plant development are also regulated by plant hormones, suggesting an interaction between these factors. One important approach to test this hypothesis is the use of photomorphogenic and hormonal mutants and double mutant analysis. Mutants with altered photoreceptor biosynthesis, light signal transduction, hormonal metabolism and hormonal sensitivity are available in tomato. However, since they are in different cultivars, this can be a limitation for their use in a comprehensive study, as well as, for the construction of double mutants. In this work we performed the introgression of nineteen mutations in a single cultivar of tomato, Micro- Tom (cv. MT). These mutations affect biosynthesis or response to phytochrome (phy), auxin (AUX), cytokinin (CK), gibberellin (GA), abscisic acid (ABA), ethylene (ET) and brassinosteroid (BR). Using this collection of hormone mutants, we studied two responses which are controlled by light and hormones: elongation and anthocyanin accumulation in hypocotyls. For this purpose, we used three approaches: i) hormonal treatment in the photomorphogenic mutants, ii) measurement of hypocotyl lengths from hormonal mutants grown under light and dark conditions and iii) double mutant (photomorphogenic-hormonal) analysis. Anthocyanin accumulation was promoted by CK and ABA and inhibited by GA. This is in accordance with the reduction of anthocyanin accumulation in the ABA deficient mutant (not) and in the GA hypersensitive mutant (pro). Although the diageotropica (dgt), auxin-insensitive mutant, showed a high anthocyanin accumulation, the addition of auxin did not supported a role for this hormone in anthocyanin accumulation. On the other hand, this could be due to a low auxin-tocytokinin ratio presented by dgt. Data from mutants with altered metabolism and sensitivity of ethylene, epinastic (epi) and Never ripe (Nr) respectively, and from plants treated with this hormone suggest a limited role of ethylene in the anthocyanin biosynthesis. Exogenous AUX, CK, ABA and ET inhibited the hypocotyl elongation. This is coherent with the promotion of hypocotyl elongation in dgt and sit mutants under light conditions and inhibition of hypocotyl elongation in the epi mutant in the light and dark. On the other hand, GA promoted the hypocotyl elongation corroborating the same effect seen in pro. The brt mutant showed a reduced hypocotyl elongation in light and dark conditions, which contradicts the effect of exogenous cytokinin. The phytochromedeficient aurea (au) mutant was the only one to show an enhanced hypocotyl elongation in the dark compared to the wild type (MT). The combination between photomorphogenic and hormonal mutants (double mutants) showed additive (au epi, au Nr, au dgt e au sit), synergistic (au pro) and epistatic (au brt) interactions considering the anthocyanin accumulation and hypocotyl elongation. Synergistic interaction was observed in the elongation hypocotyl of the au dgt and au sit double mutants. These results indicate that phy and CK may share some signaling/metabolic pathways in the control of anthocyanin accumulation and hypocotyl elongation. On the other hand, our data do not support an interaction between phy and the hormones AUX, ET, ABA and GA in the control of hypocotyls elongation or anthocyanin accumulation.
 
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tesefinal.pdf (1.32 Mbytes)
Data de Publicação
2008-02-28
 
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