O peróxido de hidrogênio atua a jusante da melatonina para induzir a formação da raiz lateral

Antecedentes e objetivos: Embora vários estudos tenham confirmado os papéis benéficos da melatonina exógena na formação da raiz lateral (LR), o mecanismo molecular ainda é indefinido. Aqui, o papel do peróxido de hidrogênio (H2O2) na indução da formação de LR desencadeada pela melatonina foi investigado.

Métodos: Alfafa (Medicago sativa ‘Biaogan’) e mudas transgênicas de Arabidopsis foram tratadas com ou sem melatonina, difenilenoiodônio (DPI, inibidor da NADPH oxidase), N, N’-dimetiltioureia (DMTU, eliminador de H2O2), isoladamente ou combinados. Em seguida, o conteúdo de H2O2 foi determinado com fluorescência e espectrofotografia dependente de diacetato de 2 ‘, 7’-diclorofluoresceína (H2DCFDA). Os níveis de transcrição de genes reguladores do ciclo celular foram analisados ​​por transcrição reversa em tempo real-PCR.

Resultados principais: A aplicação de melatonina exógena não apenas aumentou o conteúdo endógeno de H2O2, mas também induziu a formação de LR em mudas de alfafa. Consistentemente, os primórdios LR induzidos por melatonina exibiram uma resposta acelerada. Essas respostas induzíveis foram significativamente bloqueadas quando DPI ou DMTU foi aplicado. Em comparação com o tipo selvagem, as plantas transgênicas de Arabidopsis que superexpressam alfafa MsSNAT (um gene de síntese de melatonina) aumentaram o acúmulo de H2O2 e, posteriormente, a formação de LR, ambos bloqueados por DPI ou DMTU. Da mesma forma, a expressão modulada por melatonina de genes marcadores responsáveis ​​pela formação de LR, incluindo MsCDKB1; 1, MsCDKB2; 1, AtCDKB1; 1 e AtCDKB2; 1, foi obviamente prejudicada pela remoção de H2O2 tanto em alfafa quanto em plantas transgênicas de Arabidopsis.

Conclusões: Evidências farmacológicas e genéticas revelaram que a formação de LR desencadeada por melatonina endógena era dependente de H2O2.