La struttura dell ABA (15 atomi di carbonio) ricorda la porzione terminale di alcuni carotenoidi. cis/trans (C2) R/S (C1 )

Transcript

1

2

3 La struttura dell ABA (15 atomi di carbonio) ricorda la porzione terminale di alcuni carotenoidi. cis/trans (C2) R/S (C1 ) ABa si trova in natura nella forma cis L enantiomero S è la forma naturale (forma attiva nelle risposte veloci)

4 Viviparia i semi germinano sul frutto quando sono attaccati alla pianta

5

6

7

8 trasporto ABA * ABA* ** * * * * L ABA è trasportato sia dallo xilema che dal floema, ma è più abbondante nel succo floematico. L ABA sintetizzato nelle radici può essere trasportato al germoglio anche tramite lo xilema.

9

10

11

12

13 PROMOZIONE TOLLERANZA AL DESSICCAMENTO DELL EMBRIONE LEA (late-embriogenesis abundant) ABA RAB (responsive to ABA) DHN (deidrine) Idrosolubili, basiche ricche in lisina - no AA idrofobici Prevengono cristallizzazione componenti cellulari. I n m a n i e r a p i ù s p e c i f i c a proteggono le membrane e le p r o t e i n e d a i d a n n i d e l l a disidratazione

14

15

16

17

18

19 mutagenesi mutante GA-deficiente identificazione revertanti (semi che hanno riacquisito la capacità di germinare anche senza GAs) ABA/GA = wt Questo studio illustra in maniera elegante il principio generale secondo il quale la regolazione dello sviluppo il bilanciamento fra ormoni vegetali è spesso più critico della loro concentrazione assoluta α-amilasi GA ABA

20

21 Lo stress idrico (basso potenziale idrico) deprime la crescita sia del fusto sia della radice rispetto ai controlli. Occorre notare come durante le condizioni di stress il rapporto fra la crescita delle radici rispetto alla crescita del germoglio sia molto più elevato quando è presente l ABA (nelle piante selvatiche) rispetto a quando l ABA è assente (nel mutante) L ABA promuove la crescita delle radici ed inibisce la crescita dei germogli a bassi valori del potenziale idrico piante wild type mutante deficiente in ABA (mutante viviparous)

22 Ridistribuzione dell ABA nella foglia in seguito all alcalinizzazione del succo xilematico in condizioni di stress idrico In condizioni di stress l ABA nello xilema passa da una concentrazione di 1-15 nm a una di 3.0 µm E un segnale che viene inviato dalle radici

23 RIDISTRIBUZIONE DELL ABA NELLA CELLULA Durante lo stress idrico aumenta la concentrazione di ABA tasportata nello xilema in quanto maggiormente prodotto a livello delle radici, che sono direttamente a contatto con il suolo che si sta disidratando quindi il succo xilematico diventa debolmente alcalino (in condizioni naturali è debolmente acido) favorendo la dissociazione: ABA acido debole ABAH ABA - + H + Di conseguenza le cellule del mesofillo assorbono meno ABA, mentre una quantità maggiore raggiunge le cellule di guardia

24 ACIDO ABSCISSICO l ABA chiude gli stomi in risposta allo stress idrico Man mano che il suolo secca il potenziale idrico delle foglie diminuisce e aumentano il contenuto dell ABA e la resistenza stomatica.

25 COME L ABA INDUCE LA CHIUSURA DEGLI STOMI? Attivazione canali di uscita del K + Diminuzione della P di turgore nelle cellule di guardia

26 L ABA induce una depolarizzazione della membrana plasmatica associata all aumento dei livelli di Ca 2+ citoplasmatici L aumento dei livelli di Ca 2+ citoplasmatici determina la chiusura degli stomi

27 Meccanismo di azione dell ABA L effetto finale è quello di aprire i canali per l uscita del K + ROS pathway IP 3 cadpr pathway L iniziale depolarizzazione transiente dovuta all apertura dei canali del Ca 2+ di membrana non è sufficiente per aprire i canali K + out. E necessaria una maggiore e più stabile depolarizzazione determinata dall apertura dei canali degli anioni. Nello stesso tempo l aumento del Ca 2+ citosolico proveniente dai compartimenti cellulari e del ph determinano l inibizione dell H + -ATPasi di plasmalemma con conseguente ulteriore depolarizzazione apertura dei canali di uscita del potassio

28 ABA effetti fisiologici a breve termine effetti fisiologici a lungo termine chiusura stomi maturazione semi alterazione flussi ionici regolazione espressione genica

29 L ABA è coinvolto in numerosi processi di sviluppo a lungo termine (maturazione del seme) come anche in processi fisiologici a breve termine (chiusura degli stomi). I processi a lungo termine implicano inevitabilmente cambiamenti nel pattern di espressione genica, mentre le risposte rapide implicano frequentemente l alterazione dei flussi ionici attraverso le membrane. Le vie di trasduzione del segnale, che amplificano il segnale primario generato quando l ormone si lega al suo recettore,sono necessarie sia per gli effetti a lungo termine dell ABA sia per quelli a breve termine.

30 RECETTORE Il recettore dell ABA è una proteina (non ancora identificata) intracellulare o extracellulare? microiniezioni di ABA non sono in grado di indurre la chiusura stomatica in Commelina microiniezioni di ABA non sono in grado di inibire la sintesi di α- amilasi in protoplasti di aleurone di orzo derivati macromolecolari dell ABA sono in grado di attivare l espressione genica

31 intracellulare? microiniezioni di ABA ingabbiato (inattivo come ormone, poiché il legame e la gabbia può essere rotto da una breve esposizione ai raggi UV-fotolisi-è possibile controllare il rilascio di ABA libero all interno della cellula) sono in grado di indurre la chiusura stomatica dopo irradiazione con luce UV

32 analisi mutanti insensibili all ABA In Arabidopsis è stata identificata una via di trasduzione del segnale e sono state isolate delle proteine ABI1 e ABI2 serina/treonina fosfatasi Quindi regolano l attività di proteine target defosforilandole

33 ABI1 e ABI2 mutazioni dominanti gain of function? sono stati prodotti mutanti loss of function aumentata sensibilità all ABA

34 altri mutanti con risposta alterata all ABA VP1 ABI3 ABI4 ABI5 sono fattori di trascrizione

35