The interplay between GA (Gibberellin) and Age (miR156 node) pathways controlling tomato flowering

O florescimento é um processo chave no desenvolvimento vegetal. A mudança de identidade do meristema apical de vegetativo para reprodutivo desencadeia reprogramação genética com efeitos em todo o corpo vegetal. Arabidopsis thaliana é conhecida como o principal modelo de estudo para esse processo apresentando até o momento cinco principais vias genéticas regulatórias. Tais vias apresentam redundância, sendo complexa a eliminação total da transição de fase nessa espécie. A via AGE, regulada pela idade da planta, tem como principais reguladores o mir156 e seus alvos diretos, os fatores de transcrição da família SPL/SBP (SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-like). Uma segunda via é controlada pelo fitohormônio giberelina (GA), o qual atua de maneira oposta em Arabidopsis thaliana (arabidopsis) e Solanum lycopersicum L. (tomateiro). Em tomateiro, diferentemente de arabidopsis, o cruzamento entre mutantes com conteúdo alterado de GA e plantas transgênicas superexpressando o miR156 (156OE; SILVA et al., 2014) demonstraram efeito sinérgico no atraso do tempo de florescimento. A aplicação de GA3 em plantas 156OE apresenta efeito similar aos cruzamentos citados sobre a transição do meristema apical. Em um dos cruzamentos entre mutantes da via GA e plantas 156OE, foi possível obter plantas apresentando completo bloqueio da transição de fase vegetativo-reprodutivo. A oferta extra do florígeno SINGLE FLOWER TRUSS (SFT) via enxertia não foi suficiente para restaurar a transição de fase nessas plantas, sugerindo que vias associadas à GA e AGE regulam alvos em comum, os quais podem ser independentes da regulação por SFT. Além disso, a regulação transcricional, e possivelmente pós-transcricional de alguns genes SBPs por diferentes vias associadas à GA, sugere uma complexa inter-relação entre as vias GA e AGE em tomateiro durante o florescimento. A ação combinada das vias GA e AGE foi capaz de inibir completamente o florescimento em tomateiro, regulação oposta ao verificado na planta modelo Arabidopsis thaliana. O efeito inibitório de GA sobre o florescimento é também visualizado em plantas lenhosas, sugerindo que as descobertas científicas realizadas em tomateiro podem ser expandidas para essas espécies, nas quais a experimentação é lenta e laboriosaThe flowering process is a major developmental event during the plant life cicle. The meristem identity switches from vegetative to reproductive, triggering substantial genetic modifications that affect the whole plant body. Arabidopsis thaliana is a major model for flowering with five different pathways controlling this process. These pathways are redundant, making complex the complete elimination of phase change in this species. One of the pathways is termed AGE since it is regulated by the time of development. The miR156 and its direct target SBP (SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-like) are the main regulators of the AGE pathway. A second pathway is controlled by the phytohormone gibberellin (GA), which acts in opposite ways when comparing Arabidopsis thaliana and tomato. In tomato, unlike Arabidopsis, the cross between mutants with altered contents of GA and transgenic plants overexpressing the miR156 (156OE; SILVA et al, 2014) showed synergistic effect in delayed flowering time. Treatments of GA3 in plants 156OE lead to similar effects visualized on the crosses above related to meristem transition. Among the crosses between GA mutants and 156OE plants, one double mutant could completely abolish the phase change in tomato. An extra offer of the florigen (SINGLE FLOWER TRUSS or SFT) by grafting experiments was unable to restore the flowering process in this double mutant. It suggests, pathways associated to GA and AGE regulate common downstream targets, which could be independent of SFT regulation. Moreover, the transcriptional regulation, and possible the post-transcriptionally regulation of some SBP targets by different pathways associated to GA, suggest a complex network between GA and AGE during the flowering in tomato. The combined action of GA and AGE pathways can complete impaired the flowering in tomato, this interaction is opposed to the model Arabidopsis thaliana. The negative effect of GA over the time of flowering is presented in wood plants, suggesting the scientific discoveries in tomato could be expanded to these species, which experiments are slow and laboriou