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Artigo

Coronatine-Insensitive 1 (COI1) Mediates Transcriptional Responses of Arabidopsis thaliana to External Potassium Supply

Resumo

A capacidade de ajustar o crescimento e o desenvolvimento à disponibilidade de nutrientes minerais no solo é uma habilidade essencial para a vida das plantas, mas as vias de sinalização subjacentes são pouco compreendidas. Em Arabidopsis thaliana, a falta de potássio (K) induz vários genes relacionados ao fitohormônio ácido jasmônico (JA). Usando a análise comparativa de microarranjos de plantas selvagens e mutantes coi1-16, classificamos as respostas transcricionais ao K com relação à sua dependência do COI1, um componente central da sinalização de oxilipina. Os perfis de expressão obtidos em um experimento de curto prazo distinguiram claramente entre os genes responsivos ao K dependentes e independentes de COI1 e identificaram alvos conhecidos e novos da sinalização JA-COI1. Durante a deficiência de K a longo prazo, os mutantes coi-16 apresentaram respostas de novo abrangendo funções semelhantes às dos alvos COI1, exceto para defesa. Uma possível função do JA para aumentar o potencial de defesa das plantas com deficiência de K foi apoiada ainda mais pela observação de que as plantas cultivadas com baixo teor de K foram menos danificadas por tripes do que as plantas cultivadas com K suficiente.



Abstract

The ability to adjust growth and development to the availability of mineral nutrients in the soil is an essential life skill of plants but the underlying signaling pathways are poorly understood. In Arabidopsis thaliana, shortage of potassium (K) induces a number of genes related to the phytohormone jasmonic acid (JA). Using comparative microarray analysis of wild-type and coi1-16 mutant plants, we classified transcriptional responses to K with respect to their dependence on COI1, a central component of oxylipin signaling. Expression profiles obtained in a short-term experiment clearly distinguished between COI1-dependent and COI1-independent K-responsive genes, and identified both known and novel targets of JA-COI1-signaling. During long-term K-deficiency, coi-16 mutants displayed de novo responses covering similar functions as COI1-targets except for defense. A putative role of JA for enhancing the defense potential of K-deficient plants was further supported by the observation that plants grown on low K were less damaged by thrips than plants grown with sufficient K.


P. Armengaud
R. Breitling
A. Amtmann

2010 - Molecular Plant

Palavras-chave:

Regulação hormonal, nutrição, metabolismo secundário/produtos naturais, análise de transcriptoma, interações planta-inseto, Arabidopsis

Termos de indexação:

Deficiência de potássio (K), ácido jasmônico (JA), expressão gênica, nutrição vegetal, defesa das plantas

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