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Investigadores revelan novedoso mecanismo de señalización de etileno en raíces de arroz


El etileno de fitohormonas desempeña papeles esenciales en el crecimiento y desarrollo de las plantas y la respuesta al estrés.


por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias


En dicot Arabidopsis, la vía de señalización de etileno ha sido bien caracterizada. La señal de etileno se percibe y transduce a través de una vía del receptor de etileno-CTR1-EIN2-EIN3 / EIL1.

En el arroz monocotiledóneo semiacuático, mientras que el etileno desempeña papeles esenciales en sus respuestas adaptativas a las condiciones de hipoxia y regula múltiples rasgos agronómicos, su mecanismo de señalización no está claro.

Recientemente, un equipo dirigido por los profesores Zhang Jinsong y Chen Shouyi en el Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China, reveló un nuevo mecanismo de señalización de etileno en las raíces de arroz .

Los laboratorios de Zhang y Chen han desarrollado un sistema eficiente para identificar mutantes de señalización de etileno del arroz. Han examinado un conjunto de mutantes de respuesta de etileno de arroz que fueron nombrados como mao huzi (mhz, nombre chino con un significado en inglés de bigotes de gato), e identificaron componentes conservados y novedosos de señalización de etileno.

Entre los mutantes identificados, se caracterizó un mutante insensible a etileno específico de raíz mhz1. Descubrieron que MHZ1 codifica una histidina quinasa citosólica OsHK1, que es homóloga a Arabidopsis AHK5. Por lo general, la señalización mediada por histidina quinasa es más prevalente en bacterias.

A través de experimentos bioquímicos, descubrieron que MHZ1 tiene capacidad de autofosforilación en un residuo de histidina conservado y transfiere los grupos fosforilo a OsRR21 a través de OsAHP, que se denomina fosforilación multipaso. Demostraron que esta fosforilación mediada por MHZ1 es esencial para el crecimiento radicular regulado por etileno.

Además, encontraron que el receptor de etileno OsERS2 interactúa con MHZ1 para suprimir su actividad quinasa, y posteriormente inhibe la fosforilación mediada por MHZ1. Esta ruta OsERS2-MHZ1-phosphorelay funciona parcialmente independiente de la ruta conservada OsEIN2-OsEIL1 para regular la respuesta de etileno en las raíces de arroz.

Este estudio reveló un nuevo mecanismo de señalización de etileno en las raíces de arroz, del cual MHZ1 interactúa con los receptores de etileno para regular la respuesta de etileno. El descubrimiento sugiere que el arroz puede haber adoptado un mecanismo de señalización de etileno más complicado que Arabidopsis para adaptarse al ambiente saturado de agua.

Este artículo titulado «Histidina quinasa MHZ1 / OsHK1 interactúa con los receptores de etileno para regular el crecimiento de las raíces en el arroz» fue publicado en Nature Communications el 24 de enero de 2020.


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