Os hormônios vegetais etileno e ABA são possíveis reguladores chave do desenvolvimento das micorrizas arbusculares (MAs). O primeiro objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento da MA em mutantes superprodutores e insensíveis ao etileno (epinastic e Never ripe, respectivamente) e verificar se enzimas relacionadas ao sistema de defesa vegetal são reguladas diferencialmente pelo etileno durante o desenvolvimento da simbiose A colonização de raízes de epinastic (epi) por G. clarum foi significativamente reduzida quando comparada com Micro-Tom (MT), além disso, a funcionalidade da simbiose, demonstrada pelo acúmulo de transcritos de LePT4, foi fortemente reduzida quando comparada com MT. Por outro lado, o padrão de colonização e funcionalidade da simbiose no mutante Nr não diferiu de MT. Indução no acúmulo de transcritos de genes que codificam quitinases e enzimas relacionadas ao estresse oxidativo foi observada no mutante epi, enquanto o acúmulo de transcritos de uma -1,3-glucanase foi fortemente induzido no mutante Nr. O segundo objetivo foi verificar se a colonização reduzida observada em mutantes deficientes em ABA é dependente da produção do etileno. Para tanto, mutantes que diferem na deficiência de ABA e produzem diferentes quantidades de etileno (notabilis e sitiens) e o mutante epi foram inoculados com G. clarum e tratados com aminoethoxivinilglicina (AVG), um inibidor de etileno. A colonização intrarradicular de G. clarum nos mutantes epi e notabilis (not) foi significativamente reduzida quando comparada com MT, sendo que o mutante sitiens (sit) foi o menos susceptível à colonização em relação aos demais genótipos. A aplicação de AVG a 10 µM restaurou completamente a colonização em epi, mas não nos mutantes deficientes em ABA. O acúmulo de transcritos de LePT4 confirmou os resultados de colonização. Os genes que codificam enzimas chave na biossíntese do etileno, LeACS2 e LeACO4, foram regulados positivamente pela inoculação com G. clarum, e a restauração do desenvolvimento da MA observada em epi que recebeu AVG, provavelmente envolveu ACC oxidase (LeACO4). O acúmulo de transcritos dos genes que codificam ACC oxidase (LeACO1 e LeACO4) foi induzido significativamente em sit, mostrando que a superprodução de etileno observada neste mutante pode envolver a regulação da ACC oxidase. Por fim, indução no acúmulo de transcritos do gene LeNCED foi observada em todos os genótipos micorrizados e em raízes de epi que receberam AVG, demonstrando que LeNCED é regulado positivamente pela inoculação com G. clarum e que o etileno regula a expressão deste gene. Os resultados demonstram que etileno e ABA estão envolvidos na regulação do desenvolvimento de MA e que etileno modula a expressão de genes relacionados ao sistema de defesa vegetal permitindo o estabelecimento de uma simbiose funcional. / The plant hormones ethylene and ABA are probably key developmental regulators of arbuscular mycorrhizae (AM). The first objective of this work was to evaluate the development of MA in overproducing and insensitive mutants to ethylene (epinastic and Never ripe, respectively) and verify if enzymes related to plant defense system are differentially regulated by ethylene during the symbiosis development. The colonization of epinastic (epi) roots by G. clarum was significantly reduced when compared with Micro-Tom (MT), moreover, the functionality of the symbiosis as demonstrated by transcripts accumulation of LePT4, was strongly reduced when compared with MT. Still, the pattern of colonization and functionality of the symbiosis in the Nr mutant did not differ from MT. Induction in the transcripts accumulation of genes encoding chitinase and enzymes related to oxidative stress was observed in epi mutant, whereas transcripts accumulation of -1, 3-glucanase was strongly induced in the Nr mutant. The second objective was to determine whether the reduced colonization observed in mutants deficient in ABA is dependent on ethylene production. For this purpose, mutants that differ in ABA deficiency and produce different amounts of ethylene (notabilis and sitiens) and the epi mutant were inoculated with G. clarum and treated with an ethylene inhibitor called aminoethoxivinilglicin (AVG). The intraradical colonization of G. clarum in epi and notabilis (not) mutants was significantly reduced when compared with MT and sitiens mutant was less susceptible to colonization in comparison with other genotypes. The application of AVG to 10 µM completely restored the colonization in the epi but not in mutants deficient in ABA. The transcripts accumulation of LePT4 confirmed the results of colonization. The genes that encode key enzymes in the biosynthesis of ethylene, LeACS2 and LeACO4, were positively regulated by inoculation with G. clarum and the restoration in the development of MA observed in epi which received AVG probably involved ACC oxidase (LeACO4). Transcripts accumulation of genes that encode ACC oxidase (LeACO1 and LeACO4) were induced significantly in sit showing that overproduction of ethylene in this mutant can involve ACC oxidase. Finally, the induction in the accumulation of gene transcripts LeNCED was observed in all genotypes and mycorrhizal roots of epi which received AVG demonstrating that LeNCED is regulated positively by the inoculation with G. clarum and that ethylene regulates the expression of this gene. Results show that ethylene and ABA are involved in regulating of MA development and ethylene modulates the expression of genes related to the plant defense system allowing the establishment and functionality of the symbiosis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-17032011-104351 |
| Date | 02 March 2011 |
| Creators | Giselle Gomes Monteiro |
| Contributors | Marcio Rodrigues Lambais, Marcos Silveira Buckeridge, Tsai Siu Mui, Lazaro Eustaquio Pereira Peres, Adriana Parada Dias da Silveira |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Agronomia (Microbiologia Agrícola), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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