Endogenous abscisic acid promotes hypocotyl growth and affects endoreduplication during dark-induced growth in tomato (Solanum lycopersicum)

Resumo

O crescimento induzido pelo escuro (escotomorfogênese) é caracterizado principalmente por um rápido alongamento
do hipocótilo. Estudamos o papel do ácido abscísico (ABA) durante o desenvolvimento de
mudas jovens de tomate (Solanum lycopersicum L.). Observamos que a deficiência de ABA
causou uma redução no crescimento do hipocótilo ao nível do alongamento celular e que o crescimento em
As plantas deficientes em ABA podem ser melhoradas pelo tratamento com ABA exógeno, através do qual
as plantas mostram uma resposta dependente da concentração. Além disso, a ABA acumulou em
mudas de tomate cultivadas no escuro que cresceram rapidamente, enquanto mudas cultivadas sob luz azul
apresentaram baixas taxas de crescimento e acumularam menos ABA. Demonstramos que o ABA promove a endorreduplicação do DNA ao aumentar a expressão dos genes que codificam os inibidores das quinases dependentes de ciclina SlKRP1 e SlKRP3 e ao reduzir os níveis de citocinina.
Esses dados foram suportados pela análise de expressão dos genes que codificam enzimas
envolvidos no metabolismo de ABA e CK. Nossos resultados mostram que o ABA é essencial para o processo
de alongamento do hipocótilo e que o controle adequado do nível endógeno de ABA é necessário para impulsionar o crescimento de mudas estioladas.

Abstract

Dark-induced growth (skotomorphogenesis) is primarily characterized by rapid elongation
of the hypocotyl. We have studied the role of abscisic acid (ABA) during the development of
young tomato (Solanum lycopersicum L.) seedlings. We observed that ABA deficiency
caused a reduction in hypocotyl growth at the level of cell elongation and that the growth in
ABA-deficient plants could be improved by treatment with exogenous ABA, through which
the plants show a concentration dependent response. In addition, ABA accumulated in
dark-grown tomato seedlings that grew rapidly, whereas seedlings grown under blue light
exhibited low growth rates and accumulated less ABA. We demonstrated that ABA promotes DNA endoreduplication by enhancing the expression of the genes encoding inhibitors of cyclin-dependent kinases SlKRP1 and SlKRP3 and by reducing cytokinin levels.
These data were supported by the expression analysis of the genes which encode enzymes
involved in ABA and CK metabolism. Our results show that ABA is essential for the process
of hypocotyl elongation and that appropriate control of the endogenous level of ABA is required in order to drive the growth of etiolated seedlings.