Melatonina

A melatonina promove a germinação de sementes sob estresse salino, regulando ABA e GA 3 em algodão (Gossypium hirsutum L.)


Embora estudos anteriores tenham descoberto que a melatonina pode promover a germinação de sementes, o mecanismo de regulação de fitohormônios pelo qual a melatonina exógena medeia a tolerância ao sal durante a germinação de sementes de algodão ainda é amplamente desconhecido. Os efeitos da melatonina sobre características de germinação e parâmetros fisiológicos de sementes de algodão GXM9 (Gossypium hirsutum L.) submetidas a três tratamentos de estresse salino (CK, germinação de sementes pré-tratadas apenas com água; S, germinação de sementes pré-tratadas em NaCl 150 mM sob estresse salino; SM, a germinação de sementes pré-tratadas em melatonina 20 μM sob solução de NaCl 150 mM) em laboratório foi investigada. Os resultados mostraram que o estresse salino (150 mM) inibiu a germinação de sementes de algodão e o acúmulo de melatonina endógena, e o pré-tratamento com 20 μM de melatonina exógena aumentou a taxa de germinação do algodão e o comprimento do hipocótilo, bem como o conteúdo de melatonina endógena durante a germinação das sementes. Isso sugere que a melatonina exógena promove a germinação de sementes de uma perspectiva morfológica. Os conteúdos de amido, α-amilase (EC3.3.1.1), β-galactosidase (EC3.2.1.23), ácido abscísico (ABA) e giberelina (GA) foram determinados simultaneamente. Os resultados mostraram que os teores de α-amilase e β-galactosidase nas sementes de algodão diminuíram 56,97% e 20,18%, respectivamente, sob estresse salino em comparação com o controle, enquanto o teor de amido aumentou 11,53% em comparação com o controle no dia 7 O teor de ABA aumentou 25,18% e o teor de GA diminuiu 27,99% sob estresse salino em comparação com o controle em 24 h. Quando a melatonina exógena foi aplicada às sementes de algodão, o conteúdo de α-amilase e β-galactosidase aumentou 121,77% e 32,76%, respectivamente, enquanto o conteúdo de amido diminuiu 13,55% em comparação com o tratamento S no dia 7. Da mesma forma, o O conteúdo de ABA aumentou 12,20% e o conteúdo de GA aumentou 4,77% em 24 h. Para elucidar o mecanismo molecular pelo qual a melatonina promove a germinação de sementes sob estresse salino, os efeitos de genes relacionados a ABA e GA na transdução de sinal de hormônio vegetal foram analisados ​​por PCR quantitativo em tempo real e sequenciamento de RNA. Os resultados indicaram que a melatonina regulou a expressão dos genes ABA e GA na via de transdução de sinal da planta, induziu o desenvolvimento da raiz do embrião e germinação da semente, e aliviou a dormência. A expressão do gene de sinalização ABA GhABF2 foi regulada positivamente e GhDPBF2 foi regulada negativamente, e a expressão de genes de sinalização GA (por exemplo, GhGID1C e GhGID1B) foi regulada positivamente pela melatonina. Em conclusão, a melatonina aumenta a tolerância ao sal em sementes de algodão, regulando ABA e GA e mediando a expressão de genes relacionados a hormônios na transdução de sinal de hormônios vegetais. Isso deve nos ajudar a explorar os mecanismos reguladores da resistência do algodão e fornecer uma base para o cultivo de novas variedades.

Palavras-chave: Ácido abscísico; Semente de algodão; Germinação; Ácido giberelina; Melatonina; Estresse salino.



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