Nitro-Oleic Acid Induced Reactive Oxygen Species Formation and Plant Defense Signaling in Tomato Cell Suspensions

Abstract

Nitrated fatty acids (NO2-FAs) are formed by the addition reaction of nitric oxide- and nitrite-derived nitrogen dioxide with unsaturated fatty acids. Nitrated fatty acids act as signaling molecules in mammals through the formation of covalent adducts with cellular thiols. The study of NO2-FAs in plant systems constitutes an interesting and emerging area. The presence of NO2-FA has been reported in olives, peas, rice and in Arabidopsis. To gain a better understanding of the role of NO2-FA on plant physiology, we analyzed the effects of exogenous application of nitro-oleic acid (NO2-OA) to tomato cell cultures. We found that NO2-OA induced reactive oxygen species (ROS) production in a dose-dependent manner via activation of NADPH oxidases, which requires calcium entry from the extracellular compartment and protein kinase activation, a mechanism that resembles the plant defense responses. NO2-OA-induced ROS production, expression of plant defense genes and led to cell death. The mechanism of action of NO2-OA involves a reduction in the glutathione cellular pool and covalently addition reactions with protein thiols and reduced glutathione. Altogether, these results indicate that NO2-OA triggers responses associated with plant defense, revealing its possible role as a signal molecule in biotic stress.Fil: Arruebarrena Di Palma, Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Di Fino, Luciano Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Salvatore, Sonia Rosana. University of Pittsburgh; Estados UnidosFil: D'ambrosio, Juan Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Gergoff Grozeff, Gustavo Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Garcia-Mata, Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Schopfer, Francisco Jose. University of Pittsburgh; Estados UnidosFil: Laxalt, Ana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentin

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