A melatonina está envolvida na escotomorfogênese, regulando a biossíntese de brassinosteróides em plantas de arroz

A serotonina N-acetiltransferase (SNAT) é a penúltima enzima na biossíntese da melatonina, catalisando a conversão da serotonina em N-acetilserotonina. Em plantas, SNAT é codificado por 2 isogenes, dos quais SNAT1 é expresso constitutivamente e sua superexpressão confere maior rendimento no arroz. No entanto, o papel do SNAT2 ainda precisa ser esclarecido. Em contraste com SNAT1, o ritmo diurno da expressão de mRNA de SNAT2 atinge o pico à noite. Neste estudo, plantas transgênicas de arroz nas quais a expressão de SNAT2 foi suprimida pela tecnologia de RNAi mostraram uma diminuição na melatonina e um fenótipo anão com folhas eretas, reminiscente de mutantes deficientes em brassinosteróides (BR). Digno de nota, o fenótipo anão era dependente da presença de escuro, sugerindo que a melatonina está envolvida no crescimento escuro (skotomorfogênese). Em apoio a esta sugestão, as linhas SNAT2 RNAi exibiram fenótipos fotomorfogênicos, como inibição de entrenós e aumento da expressão de genes CAB induzíveis por luz no escuro. O gene causador do gene biossintético BR mediado pela melatonina foi DWARF4, um gene biossintético BR de limitação de taxa. O tratamento com melatonina exógena induziu vários genes biossintéticos de BR, incluindo DWARF4, D11 e RAVL1. Como esperado das folhas eretas, as linhas SNAT2 RNAi produziram menos BR do que o tipo selvagem. Nossos resultados mostram pela primeira vez que a melatonina é um regulador positivo do crescimento escuro ou superação de sombra, regulando a biossíntese de BR em plantas.