Efecto de mutaciones en la vía de señalización auxínica y auxinas exógenas sobre la expresión de los genes que codifican enzimas sacarosa fosfato sintasa en Arabidopsis thaliana L.

Abstract

Sugars and phytohormones are molecules involved in all processes of plant growth and development. It is known that sugars are able of modulating the expression of several genes related to auxin synthesis, However, little is known about how auxins may be influencing sugar synthesis. Due to this situation, we decided to evaluate the effect that auxin can have on the expression of SPS genes present in A. thaliana which are also involved in sucrose biosynthesis, the main product of photosynthesis in plants. Thus, mutant plants affected in the auxin signaling pathway were used, as well as a line that over produces this hormone. These lines were crossed with the four reporter lines of SPS genes. Subsequently, we carry out histochemical staining to evaluate the expression of the four reporter genes in different parts of the plant. In the same way, we analyzed if there was a modification in the expression pattern of the SPS genes by supplementing two exogenous auxins (NAA and IAA). Besides, we evaluated the reporter´s lines root primordia growth and developmental stages, taking as reference the auxin reporter´s line DR5:uidA. Our results suggest that, in general, the genes SPS1 and SPS3 crossed with the five auxin signaling mutants were those that showed a greater modification in their expression pattern in the different tissues analyzed. However, it was observed that when the auxin production increased in SPS1, its expression decreased. On the other hand, when supplementing NAA, the expression of the genes SPS1, SPS2 and SPS4 increased homogeneously; but decreased in leaf for the gene SPS3.

Los azúcares y las fitohormonas son moléculas involucradas en todos los procesos del crecimiento y desarrollo de las plantas. Se sabe que los azúcares son capaces de modular la expresión de diversos genes relacionados con la síntesis de auxinas. Sin embargo, poco se sabe sobre cómo las auxinas influyen sobre la síntesis de azúcares. Es por ello que evaluamos el efecto que pueden llegar a tener las auxinas sobre la expresión de los genes que codifican las enzimas SACAROSA FOSFATO SINTASA (SPS) de Arabidopsis thaliana involucrados en la biosíntesis de sacarosa, la cual es el principal producto de la fotosíntesis en plantas. Para lo anterior, se utilizaron líneas mutantes afectadas en la vía de señalización de auxinas, así como una línea sobre productora de esta hormona, las cuales fueron cruzadas con las cuatro líneas reporteras de los genes SPS. Posteriormente, se realizaron tinciones histoquímicas para evaluar la expresión de los genes reporteros en diferentes partes de la planta. De igual manera, se analizó el cambio en el patrón de expresión de las líneas SPS suplementando dos auxinas de forma exógena (NAA y IAA). Además, se evaluaron los estadios de crecimiento y desarrollo de los primordios de raíces laterales de las líneas reporteras, teniendo como referencia la línea reportera de auxinas DR5:uidA. Los resultados obtenidos sugieren que, en general, los genes SPS1 y SPS3 en cruza con las cinco mutantes de señalización de auxinas, son aquellos que muestran un mayor cambio en su patrón de expresión para los diferentes tejidos analizados. Sin embargo, adicionalmente a ello, en SPS1 se observó que cuando se presenta un incremento en la producción de auxinas su expresión disminuye. Al suplementar NAA se incrementó de manera homogénea la expresión de los genes SPS1, SPS2 y SPS4; aunque disminuyó en hoja para SPS3.