Mild reductions in cytosolic NADP-dependent isocitrate dehydrogenase activity result in lower amino acid contents and pigmentation without impacting growth

Transgenic tomato (Solanum lycopersicum) plants were generated targeting the cytosolic NADP-dependent isocitrate dehydrogenase gene (SlICDH1) via the RNA interference approach. The resultant transformants displayed a relatively mild reduction in the expression and activity of the target enzyme in the leaves. However, biochemical analyses revealed that the transgenic lines displayed a considerable shift in metabolism, being characterized by decreases in the levels of the TCA cycle intermediates, total amino acids, photosynthetic pigments, starch and NAD(P)H. The plants showed little change in photosynthesis with the exception of a minor decrease in maximum photosynthetic efficiency (Fv/Fm), and a small decrease in growth compared to the wild type. These results reveal that even small changes in cytosolic NADP-dependent isocitrate dehydrogenase activity lead to noticeable alterations in the activities of enzymes involved in primary nitrate assimilation and in the synthesis of 2-oxoglutarate derived amino acids. These data are discussed within the context of current models for the role of the various isoforms of isocitrate dehydrogenase within plant amino acid metabolism

Assimilação metabólica de nitrogênio em plântulas de seringueira cultivadas com nitrato ou amônio

O objetivo deste trabalho foi avaliar a assimilação metabólica de nitrogênio em plântulas de seringueira cultivadas na presença de nitrato ou de amônio, por meio da quantificação da atividade das enzimas redutase do nitrato (RN), glutamina sintetase (GS), glutamato sintase (GOGAT) e glutamato desidrogenase (GDH). Os seguintes tratamentos foram avaliados: fontes de N - controle, sem aplicação de N; amônio a 8 mmol L-1; e nitrato a 8 mmol L-1 - e tempos de exposição - 0 e 27 dias -, em arranjo fatorial 3x2, no delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. A forma amoniacal promoveu maior assimilação metabólica de N, o que resultou em maior acúmulo de aminoácidos. A assimilação, tanto da forma nítrica quanto da amoniacal, aconteceu principalmente via GS/GOGAT; parte do N nítrico é assimilado nas raízes, com pequena participação da GDH, e parte é translocada para outros órgãos. O N amoniacal é totalmente assimilado nas raízes, com significativa participação da GDH. Nas folhas, a GS participa tanto da assimilação primária como da reassimilação do amônio fotorrespirado, independentemente da fonte nitrogenada, enquanto a enzima GDH tem papel secundário, independentemente da fonte ou do tempo de exposição. A atividade da RN in vitro é detectada somente em raízes e caules