Créditos: Phys.org
Un estudio innovador realizado por un equipo de investigación dirigido por el Prof. Liu Xuncheng en el Jardín Botánico del Sur de China de la Academia de Ciencias de China ofrece información significativa sobre los mecanismos de germinación de esperma en las plantas. Publicado en la revista Comunicación de plantasLos hallazgos determinan un papel regulador positivo del factor de transcripción del tipo Knox, BP/KNAT1, en Arabidopsis thaliana Y explore la interacción con proteínas sensibles a la luz y rutas hormonales.
La germinación de semillas está iniciando el ciclo de vida de las plantas con flores, lo que requiere un control preciso para garantizar las semillas en condiciones óptimas. Bajo las diversas señales externas que influyen en la germinación, la luz es un factor crítico, detectado principalmente por fotorreceptores como fitocromos, criptocromos, fototropinas y UVR8. Fytochrome B (PhyB) es particularmente de vital importancia para promover la germinación por la germinación activada por la luz debido a su reacción a la luz roja roja y lejos.
La regulación de la germinación de la semilla por los fitocromos entrelazados con las rutas de señal de dos hormonas importantes: el ácido abscísico (ABA), que inhibe la germinación y la gibberellina (GA), que lo promueve. A pesar de esta interacción bien conocida, las conexiones moleculares precisas entre las señales de luz, el metabolismo PHYB y ABA no se aclararon por completo.
Para llenar este vacío, el equipo de investigación BP/KNAT1 se identificó como un nuevo jugador en la ruta de gérmenes respiratorios de la luz. Los experimentos realizados en circunstancias que activan PhyB revelaron que Arabidopsis Las semillas con mutaciones en el gen BP mostraron tasas germinales considerablemente reducidas en comparación con las semillas de tipo salvaje. Por el contrario, los diseñados para la sobreexpresión de BP en particular mostraron velocidades germinales más altas después de la exposición a la luz.
El análisis genético adicional mostró que la germinación mutante PHYB-9 había afectado las circunstancias activadas por PHYB. Sin embargo, la introducción de la sobreexpresión de la PA en este fondo recuperó la germinación parcialmente normal, lo que determina la PA como un objetivo descendente de PHYB que promueve la germinación de semillas en respuesta a la luz.
Para comprender la interacción entre PHYB y BP a nivel de proteína, se utilizaron coinmunopripitación y técnicas relacionadas. Los resultados indicaron una interacción física entre BP y PHYB, tanto in vitro como in vivo, de modo que la investigación adicional sobre cómo los niveles de proteína PHYB BP influyen durante la fase crítica de la fase de imbibisión de las semillas. Las líneas transgénicas se hicieron a la expresión BP en entornos que se pierden PhyB o aportaron sobreexpresión. El análisis de inmunotransferencia reveló que PHYB mejora la estabilidad de la PA al reducir su ubiquitinación, evitando la descomposición por el 26sproteasoma.
Además, el análisis transcriptómico indicó que los genes BP suprimidos que están unidos a la biosíntesis y señalización de ABA. Los investigadores se zulden sobre dos biosíntesis de ABA -Genes: Nced6 y Nced9. Los ensayos de unión mostraron que BP interactúa directamente con estos genes, una relación que disminuyó en ausencia de PHYB. Los ensayos de inmunopripitación cromatina indicaron que en las semillas mutantes BP-9, los niveles de modificación de histon H3K27me3-A se vincularon con la conmutación del interruptor de genes a los loci NCED6 y NCED9. Esta disminución correspondió a un aumento en el contenido de ABA dentro de las semillas mutantes.
El estudio finalmente describe un mecanismo molecular crucial que subyace en la germinación de semillas inducida por la luz. Bajo la luz roja, PhyB interactúa con BP, que estabiliza el factor de transcripción al limitar la ubiquitinación. A medida que se acumulan los niveles de BP, se une a los genes nced6 y nced9, lo que aumenta los niveles de H3K27me3 para suprimir la producción de ABA. Esta reducción en la concentración de ABA facilita la germinación de semillas.
Por lo tanto, esta investigación aclara las complicadas interacciones moleculares entre la percepción de la luz y la señalización hormonal, lo que puede liberar la forma de innovaciones en la agricultura y la ciencia de las plantas.
