Deciphering Auxin-Ethylene crosstalk at a systems level

Resumo

As vias da auxina e do etileno regulam cooperativamente uma variedade de processos de desenvolvimento em plantas. As respostas de crescimento ao etileno são em grande parte dependentes da auxina, o regulador-chave da morfogênese vegetal. A auxina, por sua vez, é capaz de induzir a biossíntese e a sinalização de etileno, tornando a interação desses hormônios recíproca. Estudos recentes descobriram uma série de eventos moleculares subjacentes ao crosstalk auxina-etileno. Nesta revisão, resumimos os resultados de experimentos de fine-scale e large-scale sobre as interações entre as vias da auxina e do etileno em Arabidopsis. Integramos o conhecimento sobre os eventos moleculares de crosstalk, sua especificidade tecidual e as respostas fenotípicas associadas para decifrar os mecanismos de crosstalk em nível de sistemas. Também discutimos as perspectivas da aplicação de abordagens de biologia de sistemas para estudar os mecanismos de crosstalk entre hormônios vegetais.

Abstract

The auxin and ethylene pathways cooperatively regulate a variety of developmental processes in plants. Growth responses to ethylene are largely dependent on auxin, the key regulator of plant morphogenesis. Auxin, in turn, is capable of inducing ethylene biosynthesis and signaling, making the interaction of these hormones reciprocal. Recent studies discovered a number of molecular events underlying auxin-ethylene crosstalk. In this review, we summarize the results of fine-scale and large-scale experiments on the interactions between the auxin and ethylene pathways in Arabidopsis. We integrate knowledge on molecular crosstalk events, their tissue specificity, and associated phenotypic responses to decipher the crosstalk mechanisms at a systems level. We also discuss the prospects of applying systems biology approaches to study the mechanisms of crosstalk between plant hormones.