Reduced de-etiolation of hypocotyl growth in a tomato mutant is associated with hypersensitivity to, and high endogenous levels of, abscisic acid

Resumo

Um mutante de gene único recessivo, 7B-1, no tomate foi originalmente selecionado por sua esterilidade masculina dependente do fotoperíodo. O mutante 7B-1 também tem alguns efeitos pleiotrópicos, incluindo redução da inibição induzida pela luz, ou seja, desetiolação do hipocótilo em dias longos (LD), aumento do tamanho e peso da semente e redução da taxa de transpiração. Essas características nos levaram a investigar a sensibilidade de 7B-1 a hormônios exógenos e a interação dessas respostas com fotoperíodo. Em LD, mas não em dias curtos (SD), 7B-1 foi mais sensível do que o tipo selvagem (WT) ao ácido abscísico exógeno (ABA) para inibição da germinação de sementes, alongamento da raiz e taxa de transpiração. O mutante 7B-1 também exibiu respostas reduzidas à giberelina exógena (GA3) para alongamento do hipocótilo e aos inibidores da biossíntese de GA para germinação de sementes e alongamento de raízes e hipocótilo. Os hipocótilos 7B-1 continham um nível mais alto de ABA endógeno do que WT em ambos os fotoperíodos, embora os níveis de ABA fossem maiores em LD do que em SD. Em contraste, GAs ativos de crescimento, ou seja, GA1, GA3 e GA4, e IAA foram baixos nos hipocótilos mutantes. O mutante 7B-1 parece ser um superprodutor de ABA, e os níveis de ABA regulados pelo fotoperíodo podem ser responsáveis ​​pela hipersensibilidade do mutante ao ABA exógeno.

Abstract

A recessive single gene mutant, 7B‐1, in tomato was originally selected for its photoperiod‐dependent male sterility. The 7B‐1 mutant also has some pleiotropic effects including reduced light‐induced inhibition, i.e. de‐etiolation, of the hypocotyl in long days (LD), increased seed size and weight, and reduced transpiration rate. These traits led us to investigate the sensitivity of 7B‐1 to exogenous hormones and the interaction of these responses with daylength. In LD, but not in short days (SD), 7B‐1 was more sensitive than wild‐type (WT) to exogenous abscisic acid (ABA) for inhibition of seed germination, root elongation and transpiration rate. 7B‐1 mutant also exhibited reduced responses to exogenous gibberellin (GA₃) for hypocotyl elongation, and to inhibitors of GA biosynthesis for seed germination and root and hypocotyl elongation. 7B‐1 hypocotyls contained a higher level of endogenous ABA than WT in both photoperiods, although ABA levels were higher in LD than in SD. In contrast, growth‐active GAs, i.e. GA₁, GA₃ and GA₄, and IAA were low in the mutant hypocotyls. The 7B‐1 mutant appears to be an ABA‐overproducer, and the photoperiod‐regulated ABA levels may be responsible for the hypersensitivity of the mutant to exogenous ABA.