Evaluación de la función del factor de transcripción bZIP25 en diferentes estados nutricionales en Arabidopsis thaliana

Abstract

Las plantas deben responder a las fluctuaciones del ambiente en el que se encuentran, y como organismos sésiles, han generado mecanismos regulatorios que les permiten enfrentarse a las restricciones ambientales en el curso de su desarrollo. La modificación de su arquitectura radical a través de la formación de raíces laterales es una de las mayores adaptaciones que poseen para responder al déficit nutricional. La formación de estos órganos ocurre de manera post embrionaria y se ha descrito a la auxina como regulador de este proceso. Nuestro laboratorio ha propuesto la existencia de una vía independiente de la señalización de auxina, para la formación de raíces laterales, la cual actúa a través del tráfico endocítico. Este estudio se realizó previamente utilizando la línea mutante bzip25-2, la cual carece del factor de transcripción bZIP25 y tiene el tráfico endocítico acelerado. El estudio demostró que bZIP25 es un regulador negativo de la endocitosis, sin embargo, la existencia de tres variantes de empalme alternativo de exones abrió la interrogante respecto del rol que cumpliría cada una. En esta investigación se utilizó la línea bzip25-2/bZIP25.2-GFP, que expresa ectópicamente la variante bZIP25.2 sobre el genotipo de plantas bzip25-2, fusionada a la proteína GFP, para estudiar su participación en la regulación de la endocitosis, así como también un posible rol en la respuesta frente al déficit de fosfato y nitrato. El seguimiento de la ruta endocítica hacia la vacuola por medio de trazadores reveló que bZIP25.2 rescata el fenotipo mutante, demostrando que participa en la regulación negativa del tráfico endocítico. Ensayos de crecimiento en medios de cultivo deficientes en fosfato o nitrato mostraron que bZIP25.2 sería partícipe de la respuesta a déficit de fosfato, a través de la regulación de la endocitosis. Se evidenció también su participación en la respuesta frente al déficit de nitrato, pero la variante bZIP25.2 no es suficiente para que esta ocurra.

Plants must respond to the environmental constraints in which they live, and as sessile organisms, they have generated regulatory mechanisms that allow them to face environmental restrictions in the course of their development. The modification of its radical architecture through the formation of lateral roots, is one of the greatest adaptations that are specific to respond to the nutritional deficit. The formation of these organs occurs in a post embryonic manner and auxin has been described as a regulator of its organogenesis. Our laboratory has proposed the existence of an independent auxin signaling pathway, for the formation of lateral roots, which acts through endocytic trafficking. This study was previously performed using the bzip25-2 mutant line, which lacks bZIP25 transcription factor and has accelerated endocytic trafficking. The study showed that bZIP25 is a negative regulator of endocytosis, however, the existence of three variants of alternative splicing opened the question regarding the role that each one would play. This research specifies the bzip25-2/ bZIP25.2-GFP line, which expresses ectopically the bZIP25.2 variant on the genotype of bzip25-2 plants, fused to the GFP protein, to study its participation in the regulation of endocytosis, as well as a possible role in the response to phosphate and nitrate deficits. Following the endocytic route to the vacuole through the use of tracers revealed that bZIP25.2 rescues the mutant phenotype, demonstrating its participation in the negative regulation of endocytic trafficking. Growth assays in phosphate or nitrate deficient culture media showed bZIP25.2 to be participant in the phosphate deficit response, through the regulation of endocytosis. Its participation in the nitrate deficit response was also demonstrated, but its variant bZIP25.2 is not enough to trigger it.