Molecular basis of shade toleranceidentification of novel components

Resumen

Para hacer frente a la limitación de luz que podría causar la sombra proyectada por la vegetación vecina, las plantas han desarrollado dos estrategias diferentes y divergentes: evitación, como Arabidopsis thaliana y tolerancia, como Cardamine hirsuta. Cuando están sombreadas, las especies que evitan la sombra muestran un conjunto de rasgos y respuestas para adaptar el crecimiento y el desarrollo como una forma de “escapar” de la sombra, lo que se denomina globalmente síndrome de evitación de la sombra (SAS). Entre estos rasgos se encuentran elongación acelerada de tallos (hipocotilos y entrenudos) y pecíolos de las hojas, ángulos elevados de las hojas con respecto a la horizontal, ramificación reducida y floración temprana. Por el contrario, las especies tolerantes a la sombra no crecen más que las plantas vecinas (es decir, sus hipocotilos no se alargan en respuesta a la sombra de la planta). Si bien la base molecular de evitar la sombra se ha estudiado mucho, como varios reguladores transcripcionales que son fundamentales para las respuestas de las plantas a la proximidad de la vegetación, incluido el regulador positivo FACTORES DE INTERACCIÓN CON FITOCROMOS (PIF) y el antagonista HIPOCOTILO 5 ELONGADO (HY5) e HIPOCOTILO LARGO EN LEJOS -ROJO 1 (HFR1). Sin embargo, se sabe mucho menos sobre cómo funciona la tolerancia a la sombra, por lo que estamos comenzando a explorar cómo las plantas tolerantes a la sombra modulan la proximidad de la vegetación mediante el uso de C. hirsuta, un pariente cercano de A. thaliana. Demostramos que C. hirsuta HFR1 interactuó más débilmente con COP1 que A. thaliana HFR1, lo que provocó que tuviera mayor actividad biológica y estabilidad que. Además, C. hirsuta HY5 inhibe el alargamiento del hipocótilo tanto en condiciones de sombra como de luz blanca al restringir las hormonas relacionadas con el crecimiento, como la auxina. Además, C. hirsuta PIF7 tiene un papel en la promoción de la elongación del hipocótilo en la sombra, pero solo en un fondo deficiente de fitocromo A (phyA). Mostramos que una mayor actividad de los reguladores negativos, incluidos HFR1 y HY5, mientras que una menor actividad de los reguladores positivos, como PIF7 en comparación con A. thaliana, da como resultado el hábito de tolerancia a la sombra de C. hirsuta. Además, PROTEOLYSIS6 (PRT6) puede ser un nuevo regulador de evitación de la sombra de A.thaliana, que afecta varios aspectos del desarrollo de la planta, incluida la senescencia inducida por la oscuridad retrasada (DIS), la morfogénesis inducida térmicamente (TIM) y el alargamiento del hipocótilo inducido por la sombra. Las mutaciones en diferentes lugares del gen PRT6 pueden causar respuestas diferenciales de los hipocotilos a la sombra.