A mechanism of growth inhibition by abscisic acid in germinating seeds of Arabidopsis thaliana based on inhibition of plasma membrane H+-ATPase and decreased cytosolic pH, K+, and anions

[EN] The stress hormone abscisic acid (ABA) induces expression of defence genes in many organs, modulates ion homeostasis and metabolism in guard cells, and inhibits germination and seedling growth. Concerning the latter effect, several mutants of Arabidopsis thaliana with improved capability for H+ efflux (wat1-1D, overexpression of AKT1 and ost2-1D) are less sensitive to inhibition by ABA than the wild type. This suggested that ABA could inhibit H+ efflux (H+ -ATPase) and induce cytosolic acidification as a mechanism of growth inhibition. Measurements to test this hypothesis could not be done in germinating seeds and we used roots as the most convenient system. ABA inhibited the root plasma-membrane H+ -ATPase measured in vitro (ATP hydrolysis by isolated vesicles) and in vivo (H+ efflux from seedling roots). This inhibition involved the core ABA signalling elements: PYR/PYL/RCAR ABA receptors, ABA-inhibited protein phosphatases (HAB1), and ABA-activated protein kinases (SnRK2.2 and SnRK2.3). Electrophysiological measurements in root epidermal cells indicated that ABA, acting through the PYR/PYL/RCAR receptors, induced membrane hyperpolarization (due to K+ efflux through the GORK channel) and cytosolic acidification. This acidification was not observed in the wat1-1D mutant. The mechanism of inhibition of the H+ -ATPase by ABA and its effects on cytosolic pH and membrane potential in roots were different from those in guard cells. ABA did not affect the in vivo phosphorylation level of the known activating site (penultimate threonine) of H+ -ATPase in roots, and SnRK2.2 phosphorylated in vitro the C-terminal regulatory domain of H+ -ATPase while the guard-cell kinase SnRK2.6/OST1 did not.This work was funded by grants BFU2011-22526 (to RS) and BIO2011-23446 (to PLR) of the Spanish 'Ministerio de Economia y Competitividad', Madrid, Spain, and grant PROMETEO/2010/038 (to RS) of the 'Generalitat Valenciana', Valencia, Spain. MGG was funded by a JAE-DOC contract of the Spanish 'Consejo Superior de Investigaciones Cientificas', Madrid, Spain. We thank Dr Toshinori Kinoshita (Nagoya University, Nagoya, Japan) for the rabbit antibody against the last 9 aa of AHA2 H+-ATPase with the penultimate Thr947 phosphorylated. We also thank the Proteomics Facility of the 'Centro Nacional de Biotecnologia', Madrid, Spain, for the attempts to identify the phosphorylation site of the H+-ATPase.Planes Ferrer, MD.; Niñoles Rodenes, R.; Rubio, L.; Bissoli, G.; Bueso Ródenas, E.; Garcia-Sanchez, MJ.; Alejandro Martínez, S.... (2015). A mechanism of growth inhibition by abscisic acid in germinating seeds of Arabidopsis thaliana based on inhibition of plasma membrane H+-ATPase and decreased cytosolic pH, K+, and anions. Journal of Experimental Botany. 66(3):813-825. https://doi.org/10.1093/jxb/eru442S81382566

Aplicación de compuestos fototóxicos a la esterilización fotoquímica de la mosca de los frutos (Ceratitis Capitata Wield)

Son conocidos los graves daños que produce la C. Capitata en los frutales de la Comunidad Valenciana, los cultivos de citricos y melocotones son especialmente dañados, sobre todo por la estraordinaria, fecundidad de las hembras. Los tratamientos usados con insecticidas fosforados, en pulverizaciones aéreas, no consiguen erradicar la plaga, son caros y dan lugar a protestas de grupos ecologistas y habitantes de las zonas tratadas. Es importante encontrar metodos efectivos y no contaminantes. Un metodo usado con éxito, en zonas limitadas y aisladas, ha sido la suelta de machos esterilizados, con cobalto-Go, en insectarios; los machos esterilizados copulan en el campo y las hembras copuladas ponen huevos inviables. Este método es caro y no aplicable a grandes extensiones, pero, si se lograra la autoesterilización quimica en el propio campo, se conseguiría un metodo eficaz. Recientemente, se han aislado, de plantas desérticas, compuestos que son tóxicos para los insectos cuando son iluminados (entomo-foto-tóxicos). Estos compuestos se activan por la luz, produciendo cadenas de radicales peróxido u oxígeno singlete que interfieren los mecanismos hormonales de los insectos, pero no son tóxicos para animales superiores. En algunos ensayos preliminares, hemos visto que, con dosis infratóxicas, uno de ellos, el tertienilo disminuye la puesta de huevos, de las hembras de C. Capitata. El objeto del trabajo de la Tesis Doctoral es estudiar la posibilidad de esterilizar hembras y machos de C. Capitata, con dosis adecuadas de compuestos fotoactivos incorporados a un cebo alimentario; teniendo en cuenta que un macho esterilizados, anula las puestas de muchas hembras por lo que es más efectivo, a efectos de la anulación de las plagas, que un macho muerto. Los ensayos se harán en cajas de laboratorio, con dispositivo para el recuento diario de huevos, incubación de estos en placas petri, recuento de huevos eclosionados, de pupas formadas y de adultos normales y anormales.......Planes Ferrer, MD. (2000). Aplicación de compuestos fototóxicos a la esterilización fotoquímica de la mosca de los frutos (Ceratitis Capitata Wield) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4266Palanci