Evaluación del rol de los factores de transcripción bZIP1, bZIP10 y bZIP63 frente al déficit de fosfato y nitrato en Arabidopsis thaliana

Abstract

Las plantas, como parte de su adaptación a cambios ambientales, emplean diversos mecanismos, tales como la modificación de su sistema radicular y la activación de genes para enfrentar la escasez de nutrientes. En nuestro laboratorio, tenemos como antecedente que el factor de transcripción bZIP25 regula negativamente la endocitosis y contribuye positivamente en la respuesta al déficit de nutrientes, modificando la arquitectura radicular ante este tipo de estrés. Los factores bZIP1, bZIP10 y bZIP63 también regulan negativamente la endocitosis, sin embargo, su participación ante el déficit de nutrientes no había sido evaluada. Nuestro objetivo fue evaluar el papel de estos factores en la modificación de arquitectura radicular y transcripcional como respuesta a la deficiencia de fosfato y nitrato utilizando plántulas de Arabidopsis thaliana. Los resultados revelaron que las líneas mutantes bzip1, bzip10 y bzip63 responden a la deficiencia de fosfato inhibiendo el crecimiento de raíces principales y laterales, similar a las plantas silvestres. Sin embargo, ante la deficiencia de nitrato, las plantas mutantes bzip1 y bzip63 no generan una respuesta en la arquitectura radicular como sucede en la planta silvestre, inhibiendo el crecimiento de raíces laterales y densidad de primordios de raíces laterales, respectivamente. En consecuencia, se evaluaron los transportadores de nitrato de alta afinidad NRT2.1, NRT2.4 y NRT2.5, los que aumentan su expresión ante deficiencia de nitrato en plantas silvestres. Los resultados muestran que los factores de transcripción bZIP1, bZIP10 y bZIP63 son necesarios para generar esta respuesta. Estos hallazgos resaltan el papel crucial de estos factores de transcripción bZIP1, bZIP10 y bZIP63 en la adaptación de las plantas al déficit en la disponibilidad de nitrógeno en el medio de cultivo.

Plants, as part of their adaptation to environmental changes, employ various mechanisms, such as modifying their root system and activating genes to cope with nutrient scarcity. In our laboratory, it is known that the transcription factor bZIP25 negatively regulates endocytosis and contributes positively to the response to nutrient deficiency, modifying root architecture under this type of stress. The factors bZIP1, bZIP10, and bZIP63 also negatively regulate endocytosis; however, their involvement in nutrient deficiency had not been evaluated. Our objective was to assess the role of these factors in modifying root and transcriptional architecture in response to phosphate and nitrate deficiency using Arabidopsis thaliana seedlings. The results revealed that the bzip1, bzip10, and bzip63 mutant lines respond to phosphate deficiency by inhibiting the growth of primary and lateral roots, like wild-type plants. However, under nitrate deficiency, the bzip1 and bzip63 mutant plants do not generate a response in root architecture as observed in wild-type plants, inhibiting the growth of lateral roots and the density of lateral root primordia, respectively. Consequently, we evaluated the high-affinity nitrate transporters NRT2.1, NRT2.4, and NRT2.5, which increase their expression under nitrate deficiency in wild type plants. The results show that the transcription factors bZIP1, bZIP10, and bZIP63 are necessary to generate this response. These findings highlight the crucial role of these transcription factors bZIP1, bZIP10, and bZIP63 in the adaptation of plants to nitrogen deficiency in the growth medium.