934 resultados para ARABIDOPSIS-THALIANA L
Resumo:
Five different clones encoding thioredoxin homologues were isolated from Arabidopsis thaliana cDNA libraries. On the basis of the sequences they encode divergent proteins, but all belong to the cytoplasmic thioredoxins h previously described in higher plants. The five proteins obtained by overexpressing the coding sequences in Escherichia coli present typical thioredoxin activities (NADP(+)-malate dehydrogenase activation and reduction by Arabidopsis thioredoxin reductase) despite the presence of a variant active site, Trp-Cys-Pro-Pro-Cys, in three proteins in place of the canonical Trp-Cys-Gly-Pro-Cys sequence described for thioredoxins in prokaryotes and eukaryotes. Southern blots show that each cDNA is encoded by a single gene but suggest the presence of additional related sequences in the Arabidopsis genome. This very complex diversity of thioredoxins h is probably common to all higher plants, since the Arabidopsis sequences appear to have diverged very early, at the beginning of plant speciation. This diversity allows the transduction of a redox signal into multiple pathways.
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The plant defense response to microbial pathogens had been studied primarily by using biochemical and physiological techniques. Recently, several laboratories have developed a variety of pathosystems utilizing Arabidopsis thaliana as a model host so that genetic analysis could also be used to study plant defense responses. Utilizing a pathosystem that involves the infection of Arabidopsis with pathogenic pseudomonads, we have cloned the Arabidopsis disease-resistance gene RPS2, which corresponds to the avirulence gene avrRpt2 in a gene-for-gene relationship. RPS2 encodes a 105-kDa protein containing a leucine zipper, a nucleotide binding site, and 14 imperfect leucine-rich repeats. The RPS2 protein is remarkably similar to the product of the tobacco N gene, which confers resistance to tobacco mosaic virus. We have also isolated a series of Arabidopsis mutants that synthesize decreased levels of an Arabidopsis phytoalexin called camalexin. Analysis of these mutants indicated that camalexin does not play a significant role in limiting growth of avirulent Pseudomonas syringae strains during the hypersensitive defense response but that it may play a role in limiting the growth of virulent strains. More generally, we have shown that we can utilize Arabidopsis to systematically dissect the defense response by isolation and characterization of appropriate defense-related mutants.
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A cDNA corresponding to a putative phosphatidylinositol-specific phospholipase C (PI-PLC) in the higher plant Arabidopsis thaliana was cloned by use of the polymerase chain reaction. The cDNA, designated cAtPLC1, encodes a putative polypeptide of 561 aa with a calculated molecular mass of 64 kDa. The putative product includes so-called X and Y domains found in all PI-PLCs identified to date. In mammalian cells, there are three types of PI-PLC, PLC-beta, -gamma, and -delta. The overall structure of the putative AtPLC1 protein is most similar to that of PLC-delta, although the AtPLC1 protein is much smaller than PLCs from other organisms. The recombinant AtPLC1 protein synthesized in Escherichia coli was able to hydrolyze phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate and this activity was completely dependent on Ca2+, as observed also for mammalian PI-PLCs. These results suggest that the AtPLC1 gene encodes a genuine PI-PLC of a higher plant. Northern blot analysis showed that the AtPLC1 gene is expressed at very low levels in the plant under normal conditions but is induced to a significant extent under various environmental stresses, such as dehydration, salinity, and low temperature. These observations suggest that AtPLC1 might be involved in the signal-transduction pathways of environmental stresses and that an increase in the level of AtPLC1 might amplify the signal, in a manner that contributes to the adaptation of the plant to these stresses.
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Os microRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs endógenos não codantes de 21-24 nucleotídeos (nt) que regulam a expressão gênica de genes-alvos. Eles estão envolvidos em diversos aspectos de desenvolvimento da planta, tanto na parte aérea, quanto no sistema radicular. Entre os miRNAs, o miRNA156 (miR156) regula a família de fatores de transcrição SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL) afetando diferentes processos do desenvolvimento vegetal. Estudos recentes mostram que a via gênica miR156/SPL apresenta efeito positivo tanto no aumento da formação de raízes laterais, quanto no aumento de regeneração de brotos in vitro a partir de folhas e hipocótilos em Arabidopsis thaliana. Devido ao fato de que a origem da formação de raiz lateral e a regeneração in vitro de brotos a partir de raiz principal compartilham semelhanças anatômicas e moleculares, avaliou-se no presente estudo se a via miR156/SPL, da mesma forma que a partir de explantes aéreos, também é capaz de influenciar na regeneração de brotos in vitro a partir de explantes radiculares. Para tanto foram comparados taxa de regeneração, padrão de distribuição de auxina e citocinina, análises histológicas e histoquímicas das estruturas regeneradas em plantas com via miR156/SPL alterada, incluindo planta mutante hyl1, na qual a produção desse miRNA é severamente reduzida. Além disso, foi avaliado o padrão de expressão do miR156 e específicos genes SPL durante a regeneração de brotos in vitro a partir da raiz principal de Arabidopsis thaliana. No presente trabalho observou-se que a alteração da via gênica miR156/SPL é capaz de modular a capacidade de regeneração de brotos in vitro a partir de raiz principal de Arabidopsis thaliana e a distribuição de auxina e citocinina presente nas células e tecidos envolvidos no processo de regeneração. Plantas superexpressando o miR156 apresentaram redução no número de brotos regenerados, além de ter o plastochron reduzido quando comparado com plantas controle. Adicionalmente, plantas contento o gene SPL9 resistente à clivagem pelo miR156 (rSPL9) apresentaram severa redução na quantidade de brotos, além de terem o plastochron alongado. Interessantemente, plantas mutantes hyl1-2 e plantas rSPL10 não apresentaram regeneração de brotos ao longo da raiz principal, mas sim intensa formação de raízes laterais e protuberâncias, respectivamente, tendo essa última apresentado indícios de diferenciação celular precoce. Tomados em conjunto os dados sugerem que o miR156 apresenta importante papel no controle do processo de regeneração de brotos in vitro. Entretanto, esse efeito é mais complexo em regeneração in vitro a partir de raízes do que a partir de cotilédones ou hipocótilos.
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Nos eucariotos, a evolução dos sistemas de transporte molecular foi essencial pois seu alto grau de compartimentalização requer mecanismos com maior especificidade para a localização de proteínas. Com o estabelecimento das mitocôndrias e plastídeos como organelas da célula eucariota, grande parte dos genes específicos para sua atividade e manutenção foram transferidos ao núcleo. Após a transferência gênica, a maioria das proteínas passaram a ser codificadas pelo núcleo, sintetizadas no citosol e direcionadas às organelas por uma maquinaria complexa que envolve receptores nas membranas das organelas, sequências de direcionamento nas proteínas e proteínas citossólicas que auxiliam o transporte. A importação depende em grande parte de uma sequência na região N-terminal das proteínas que contém sinais reconhecidos pelas membranas organelares. No entanto, muito ainda não é compreendido sobre o transporte de proteínas organelares e fatores ainda desconhecidos podem influenciar o direcionamento sub-celular. O objetivo deste trabalho foi a caracterização da General Regulatory Factor 9 (GRF9), uma proteína da família 14-3-3 de Arabidopsis thaliana potencialmente envolvida no direcionamento de proteínas organelares, e a geração de um genótipo para ser utilizado na obtenção de uma população mutante para genes que afetam o direcionamento da proteína Tiamina Monofosfato Sintetase (TH-1). Após experimentos in vivo e in planta, foi observado que GRF9 interage com as proteínas duplo-direcionadas Mercaptopyruvate Sulfurtransferase1 (MST1) e a Thiazole Biosynthetic Enzyme (THI1), e com a proteína direcionada aos cloroplastos TH-1. Experimentos de deleção e interação in vivo mostraram que a região Box1 de GRF9 é essencial para a interação com THI1 e MST1. Com a finalidade de dar continuidade a caracterização da GRF9 e para realização de testes com relação a sua função no direcionamento de proteínas organelares foi gerada uma linhagem homozigota que superexpressa GRF9. Plantas expressando o transgene TH-1 fusionado a Green Fluorescent Protein (GFP) em genótipo deficiente na TH-1 (CS3469/TH-1-GFP) foram obtidas para a geração de população mutante que possibilitará a descoberta de componentes genéticos ainda desconhecidos e responsáveis pelo direcionamento de proteínas aos cloroplastos.
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Arabidopsis thaliana grows efficiently on GABA as the sole nitrogen source, thereby providing evidence for the existence of GABA transporters in plants. Heterologous complementation of a GABA uptake-deficient yeast mutant identified two previously known plant amino acid transporters, AAP3 and ProT2, as GABA transporters with Michaelis constants of 12.9±1.7 and 1.7±0.3 mM at pH 4, respectively. The simultaneous transport of [1-14C]GABA and [2,3-3H]proline by ProT2 as a function of pH, provided evidence that the zwitterionic state of GABA is an important parameter in substrate recognition. ProT2-mediated [1-14C]GABA transport was inhibited by proline and quaternary ammonium compounds.
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A family of Golgi-localised molecules was recently described in animals and fungi possessing extensive coiled regions and a short (similar to40 residues) conserved C-terminal domain, called the GRIP domain, which is responsible for their location to this organelle. Using the model plant Arabidopsis thaliana, we identified a gene (AtGRIP) encoding a putative GRIP protein. We demonstrated that the C-terminal domain from AtGRIP functions as a Golgi-targeting sequence in plant cells. Localisation studies in living cells expressing the AtGRIP fused to a DsRed2 fluorescent probe, showed extensive co-location with the Golgi marker alpha-mannosidase I in transformed tobacco protoplasts. GRIP-like sequences were also found in genomic databases of rice, maize, wheat and alfalfa, suggesting that this domain may be a useful Golgi marker for immunolocalisation studies. Despite low sequence identity amongst GRIP domains, the plant GRIP sequence was able to target to the Golgi of mammalian cells. Taken together, these data indicate that GRIP domain proteins might be implicated in a targeting mechanism that is conserved amongst eukaryotes.
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Erwinia amylovora is a necrogenic bacterium that causes fire blight of the Maloideae subfamily of Roseacae, such as apple and pear. It provokes necrosis in aerial parts of susceptible host plants and the typical hypersensitive reaction in non-host plants. The secreted hatpin, HrpN(ea), is able by itself to induce an active cell death in non-host plants. Ion flux modulations were shown to be involved early in such processes but very few data are available on the plasma membrane ion channel activities responsible for the pathogen-induced ion fluxes. We show here that HrpNea induces cell death in non-host Arabidopsis thaliana suspension cells. We further show that two cystic fibrosis transmembrane conductance regulator modulators, glibenclamide and bromotetramisole, can regulate anion channel activities and HrpN(ea)-induced cell death. (c) 2005 Elsevier SAS. All rights reserved.
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Fusarium oxysporum is a soilborne fungal pathogen that causes major economic losses by inducing necrosis and wilting symptoms in many crop plants. In this study, the interaction between F. oxysporum and the model plant Arabidopsis thaliana has been investigated to better understand the nature of host defences that are effective against the Fusarium wilt pathogen. The expression of salicylate- and jasmonate-responsive defence genes in F. oxysporum-challenged roots of A. thaliana plants as well as in the roots of plants whose leaves were treated with salicylate or jasmonate was analysed. Unexpectedly, genes (e.g. PR1, PDF1.2, and CHIB) encoding proteins with defensive functions or transcription factors (e.g. ERF1, AtERF2, AtERF4 and AtMYC2) known to positively or negatively regulate defences against F. oxysporum were not activated in F. oxysporum-inoculated roots. In contrast, the jasmonate-responsive defence gene PDF1.2 was induced in the leaves of plants whose roots were challenged with F. oxysporum, but the salicylate- responsive PR1 gene was not induced in the leaves of inoculated plants. Exogenous salicylic acid treatment prior to inoculation, however, activated PR1 and BGL2 defence gene expression in leaves and provided increased F. oxysporum resistance as evidenced by reduced foliar necrosis and plant death. Exogenous salicylic acid treatment of the foliar tissue did not activate defence gene expression in the roots of plants. This suggests that salicylate- dependent defences may function in foliar tissue to reduce the development of pathogen-induced wilting and necrosis. Despite the induction of defence gene expression in the leaves by jasmonate, this treatment did not lead to increased resistance to F. oxysporum. Overall, the results presented here suggest that the genetic manipulation of plant defence signalling pathways is a useful strategy to provide increased Fusarium wilt resistance.
Drugged plants talk: Chemical genetic dissection of salicylic acid signaling in Arabidopsis thaliana
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Al monitorear los cambios en el ambiente lumínico, las plantas pueden obtener información acerca de la proximidad de las plantas vecinas. Los jasmonatos (JAs) son reguladores lipídicos que juegan un papel central en el control de las respuestas de defensa frente a patógenos y plagas, así como también en la regulación de los procesos de crecimiento y desarrollo. Una disminución en la relación rojo: rojo lejano (R:RL) de la luz representa una señal de competencia para las plantas terrestres. Esta señal es detectada por el fotorreceptor fitocromo B (phyB) y, entre otras cosas, induce la aceleración del crecimiento y elongación y reprime la expresión de defensas de las plantas. Los efectos de las bajas relaciones R:RL sobre el sistema de defensas están mediados, al menos en parte, a través de una reducción en la señalización de los JAs. En esta tesis doctoral se pretende avanzar en la comprensión de los mecanismos que controlan el efecto de R:RL y phyB en las respuestas a JA en Arabidopsis thaliana. Se postulan posibles mecanismos mediante los cuales la inactivación del phyB por bajas relaciones R:RL produce la disminución en la sensibilidad de la vía de los JAs. Para este fin, he combinado un enfoque genético con el uso de herramientas fisiológicas, bioquímicas y moleculares para estudiar los efectos de la calidad de la luz sobre los componentes críticos de la vía de señalización de JA. Los resultados presentados en esta tesis demuestran que el efecto de las bajas relaciones R:RL, provocando una disminución de la sensibilidad a JA, requiere de la proteína JA-ZIM domain 10(JAZ10). También demostramos que la degradación de las proteínas DELLA (mediada por el aumento en la actividad de giberelinas (GAs) ), es necesaria para que se manifieste la represión de la vía de JA en condiciones de bajas relaciones R:RL. Por último, los resultados sugieren que, además de este efecto bien caracterizado de las GAs sobre la señalización de JA, mediado por la degradación de las proteínas DELLAs, GA reprime las respuestas de defensa por un nuevo mecanismo. En este mecanismo, GA aumenta la estabilidad de la JAZ10 y retarda la degradación de esta proteína inducida por JA.
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Al monitorear los cambios en el ambiente lumínico, las plantas pueden obtener información acerca de la proximidad de las plantas vecinas. Los jasmonatos (JAs) son reguladores lipídicos que juegan un papel central en el control de las respuestas de defensa frente a patógenos y plagas, así como también en la regulación de los procesos de crecimiento y desarrollo. Una disminución en la relación rojo: rojo lejano (R:RL) de la luz representa una señal de competencia para las plantas terrestres. Esta señal es detectada por el fotorreceptor fitocromo B (phyB) y, entre otras cosas, induce la aceleración del crecimiento y elongación y reprime la expresión de defensas de las plantas. Los efectos de las bajas relaciones R:RL sobre el sistema de defensas están mediados, al menos en parte, a través de una reducción en la señalización de los JAs. En esta tesis doctoral se pretende avanzar en la comprensión de los mecanismos que controlan el efecto de R:RL y phyB en las respuestas a JA en Arabidopsis thaliana. Se postulan posibles mecanismos mediante los cuales la inactivación del phyB por bajas relaciones R:RL produce la disminución en la sensibilidad de la vía de los JAs. Para este fin, he combinado un enfoque genético con el uso de herramientas fisiológicas, bioquímicas y moleculares para estudiar los efectos de la calidad de la luz sobre los componentes críticos de la vía de señalización de JA. Los resultados presentados en esta tesis demuestran que el efecto de las bajas relaciones R:RL, provocando una disminución de la sensibilidad a JA, requiere de la proteína JA-ZIM domain 10(JAZ10). También demostramos que la degradación de las proteínas DELLA (mediada por el aumento en la actividad de giberelinas (GAs) ), es necesaria para que se manifieste la represión de la vía de JA en condiciones de bajas relaciones R:RL. Por último, los resultados sugieren que, además de este efecto bien caracterizado de las GAs sobre la señalización de JA, mediado por la degradación de las proteínas DELLAs, GA reprime las respuestas de defensa por un nuevo mecanismo. En este mecanismo, GA aumenta la estabilidad de la JAZ10 y retarda la degradación de esta proteína inducida por JA.