The two senescence-related markers, GS1 (cytosolic glutamine synthetase) and GDH (glutamate dehydrogenase), involved in nitrogen mobilization, are differentially regulated during pathogen attack and by stress hormones and reactive oxygen species in Nicotiana tabacum L. leaves
- K. Pageau
- M. Reisdorf-Cren
- J. F. Morot-Gaudry
- C. Masclaux-Daubresse
Resumo
Para investigar o papel do estresse no gerenciamento de nitrogênio nas plantas, foi estudado o efeito do ataque de patógenos, elicitores e aplicação de fitohormônios na expressão de dois marcadores relacionados à senescência, GS1 (glutamina sintetase citosólica, EC 6.3.1.2) e GDH (glutamato desidrogenase, EC 1.4.1.2), envolvidos na mobilização de nitrogênio em folhas senescentes de plantas de tabaco (Nicotiana tabacum L.). Também foi analisada a expressão de genes envolvidos na assimilação primária de nitrogênio, como GS2 (glutamina sintetase cloroplástica) e Nia (nitrato redutase, EC 1.6.1.1). O gene Glubas, que codifica uma β-1,3-glucanase, foi usado como um controle de gene de defesa da planta. Como durante a senescência natural, a expressão de GS2 e Nia foi reprimida em quase todas as condições de estresse. Por outro lado, o acúmulo de mRNA de GS1 e GDH aumentou. No entanto, o GS1 e o GDH apresentaram padrões de expressão diferentes, dependendo do estresse aplicado. A expressão de GS1 pareceu ser mais seletiva do que a de GDH. Os resultados indicam que os genes GDH e GS1 envolvidos na senescência da folha também são um componente da resposta de defesa da planta durante a interação planta-patógeno. As ligações entre a senescência natural das plantas e a senescência induzida por estresse são discutidas, bem como a função potencial do GS1 e do GDH em um processo de salvaguarda metabólica.
Abstract
To investigate the role of stress in nitrogen management in plants, the effect of pathogen attack, elicitors, and phytohormone application on the expression of the two senescence-related markers GS1 (cytosolic glutamine synthetase EC 6.3.1.2) and GDH (glutamate dehydrogenase, EC 1.4.1.2) involved in nitrogen mobilization in senescing leaves of tobacco (Nicotiana tabacum L.) plants, was studied. The expression of genes involved in primary nitrogen assimilation such as GS2 (chloroplastic glutamine synthetase) and Nia (nitrate reductase, EC 1.6.1.1) was also analysed. The Glubas gene, coding a β-1,3-glucanase, was used as a plant-defence gene control. As during natural senescence, the expression of GS2 and Nia was repressed under almost all stress conditions. By contrast, GS1 and GDH mRNA accumulation was increased. However, GS1 and GDH showed differential patterns of expression depending on the stress applied. The expression of GS1 appeared more selective than GDH. Results indicate that the GDH and GS1 genes involved in leaf senescence are also a component of the plant defence response during plant–pathogen interaction. The links between natural plant senescence and stress-induced senescence are discussed, as well as the potential role of GS1 and GDH in a metabolic safeguard process.
