Hormonal Effect in Apetala3-dependent Parthenocarpic Fruit Development in Solanum lycopersicum

Abstract

Estabelecimento do fruto representa a fase inicial do início do desenvolvimento do ovário após fertilização bem sucedida. Na partenocarpia, estabelecimento e desenvolvimento do fruto ocorrem sem que ocorra a polinização e fertilização, o que faz a formação do fruto ser menos afetada por fatores ambientais, tornando a partenocarpia como uma característica agronômica vantajosa. Evidência considerável sugere que alguns genes homeóticos MADS-box estão envolvidos no crescimento e desenvolvimento do fruto, além da sua função de determinar a identidade de órgãos florais. Nesse trabalho, a função do fator de transcrição do Tomato APETALA3 (TAP3) MADS-box na regulação do estabelecimento do fruto em tomateiro (Solanum lycopersicum) foi avaliada. Usando a mutação de perda de função no gene classe B, TAP3 no c.v Micro-Tom, nós examinamos o estabelecimento do fruto em níveis bioquímicos e genéticos, usando tratamentos hormonais e mutantes que afetam biossíntese ou sinalização de auxina, giberelinas (GAs), etileno e citocininas (CKs). Ausência de expressão do gene TAP3 no mutante expontâneo de tomateiro, batizado de tap3, produziu flores com desenvolvimento aberrante de estames e estabeleceram frutos partenocárpicos alongados, menores do que os frutos polinizados em plantas controle. Nós observamos que aumento dos níveis endógenos de GA no mutante tap3 resultaram em maior crescimento do fruto partenocárpico. A indução do estabelecimento de frutos partenocárpicos foi associada com o aumento dos níveis de auxina em ovários não polinizados em mutantes tap3, provávelmente causados pela redução do transporte de auxina do ovário para o pedicelo. Isso é evidenciado pelo bloqueio do transporte polar da auxina usando o mutante diagetropic (dgt) no background tap3. Além disso, a produção de etileno diminuiu durante o crescimento do ovário não polinizado do mutante tap3 e a supressão da sensibilidade ao etileno no background mutante tap3 resultou em frutos partenocárpicos maiores. Em conjunto, esses resultados sugerem que TAP3 tem um papel no estabelecimento do fruto regulando o transporte de auxina originado a partir do ovário e a produção de etileno através da modificação do metabolismo de giberelina. Esses resultados atuais expandem o paradigma para a ação hormonal no desenvolvimento do fruto dependente de TAP3 ao revelar uma regulação de múltiplos hormônios durante o desenvolvimento do fruto partenocárpico.