La sobreexpresión del factor de transcripción de pino PpDof5 conduce a un incremento en el contenido de lignina y afecta al metabolismo del carbono y del nitrógeno en Arabidopsis

Abstract

PpDof 5 es un regulador de la expresión de los genes de glutamina sintetasa de pino tanto en tejidos fotosintéticos como no fotosintéticos. Hemos utilizado Arabidopsis thalianacomo un sistema modelo para estudiar la función de PpDof 5 en planta, generando líneas transgénicas que sobreexpresan el factor de transcripción de pino bajo la acción de un promotor constitutivo. La sobreexpresión de PpDof 5 dió lugar a un aumento sustancial del contenido de lignina y a una regulación simultánea de genes clave del metabolismo del carbono y del nitrógeno. Además, la distribución de compuestos del metabolismo del carbono y del nitrógeno se extendió a través de diferentes vías metabólicas secundarias. Estos resultados sugieren que la expresión de Dof 5 provoca distintos efectos pleiotrópicos en diversas vías metabólicas del metabolismo del carbono y del nitrógeno. Las plantas que sobrexpresan PpDof 5 exhibieron regulación positiva de los genes que codifican a enzimas para la biosíntesis de sacarosa y almidón, con un aumento paralelo en el contenido de azúcares solubles. Cuando las plantas fueron cultivadas bajo nitrato como única fuente de nitrógeno, mostraron una regulación significativa de la expresión de los genes implicados principalmente en la señalización, pero con tasas de crecimiento similares a las plantas de tipo silvestre. Sin embargo, las plantas cultivadas bajo nutrición nitrogeneda amoniacal exhibieron una inducción importante de la expresión de genes fotosintéticos y expresión diferencial de los transportadores de amonio y nitrato. Todos estos datos sugieren que además de en la asimilación de amonio, PpDof 5 podría participar en el control de la regulación de otras vías del metabolismo del carbono y del nitrógeno en los pinos.