Phytochrome-dependent Temperature Perception Modulates Isoprenoid Metabolism

Autores
Bianchetti, Ricardo E.; de Luca, Maria Belén; de Haro, Luis Alejandro; Rosado, Daniele; Demarco, Diego; Conte, Mariana; Bermúdez, Luisa; Freschi, Luciano; Fernie, Alisdair R.; Michaelson, Louise; Haslam, Richard P.; Rossi, Magdalena; Carrari, Fernando Oscar
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Changes in environmental temperature influence many aspects of plant metabolism; however, the underlying regulatory mechanisms remain poorly understood. In addition to their role in light perception, phytochromes (PHYs) have been recently recognized as temperature sensors affecting plant growth. In particular, in Arabidopsis thaliana, high temperature reversibly inactivates PHYB, reducing photomorphogenesis-dependent responses. Here, we show the role of phytochrome-dependent temperature perception in modulating the accumulation of isoprenoid-derived compounds in tomato (Solanum lycopersicum) leaves and fruits. The growth of tomato plants under contrasting temperature regimes revealed that high temperatures resulted in co-ordinated up-regulation of chlorophyll catabolic genes, impairment of chloroplast biogenesis, and reduction of carotenoid synthesis in leaves in a PHYB1B2-dependent manner. Furthermore, by assessing a triple phyAB1B2 mutant and fruit-specific PHYA- or PHYB2-silenced plants, we demonstrated that biosynthesis of the major tomato fruit carotenoid, lycopene, is sensitive to fruit-localized PHY-dependent temperature perception. The collected data provide compelling evidence concerning the impact of PHY-mediated temperature perception on plastid metabolism in both leaves and fruit, specifically on the accumulation of isoprenoid-derived compounds.
Fil: Bianchetti, Ricardo E.. Universidade de Sao Paulo; Brasil
Fil: de Luca, Maria Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: de Haro, Luis Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Rosado, Daniele. Universidade de Sao Paulo; Brasil
Fil: Demarco, Diego. Universidade de Sao Paulo; Brasil
Fil: Conte, Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Bermúdez, Luisa. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina
Fil: Freschi, Luciano. Universidade de Sao Paulo; Brasil
Fil: Fernie, Alisdair R.. Max Planck Institute Of Molecular Plant Physiology; Alemania
Fil: Michaelson, Louise. Rothamsted Research; Reino Unido
Fil: Haslam, Richard P.. Rothamsted Research; Reino Unido
Fil: Rossi, Magdalena. Universidade de Sao Paulo; Brasil
Fil: Carrari, Fernando Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina
Materia
TOMATO
TEMPERATURE PERCEPTION
CAROTENOIDS
PLASTID METABOLISM
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Here, we show the role of phytochrome-dependent temperature perception in modulating the accumulation of isoprenoid-derived compounds in tomato (Solanum lycopersicum) leaves and fruits. The growth of tomato plants under contrasting temperature regimes revealed that high temperatures resulted in co-ordinated up-regulation of chlorophyll catabolic genes, impairment of chloroplast biogenesis, and reduction of carotenoid synthesis in leaves in a PHYB1B2-dependent manner. Furthermore, by assessing a triple phyAB1B2 mutant and fruit-specific PHYA- or PHYB2-silenced plants, we demonstrated that biosynthesis of the major tomato fruit carotenoid, lycopene, is sensitive to fruit-localized PHY-dependent temperature perception. The collected data provide compelling evidence concerning the impact of PHY-mediated temperature perception on plastid metabolism in both leaves and fruit, specifically on the accumulation of isoprenoid-derived compounds.Fil: Bianchetti, Ricardo E.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: de Luca, Maria Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: de Haro, Luis Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Rosado, Daniele. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Demarco, Diego. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Conte, Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Bermúdez, Luisa. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; ArgentinaFil: Freschi, Luciano. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Fernie, Alisdair R.. Max Planck Institute Of Molecular Plant Physiology; AlemaniaFil: Michaelson, Louise. Rothamsted Research; Reino UnidoFil: Haslam, Richard P.. Rothamsted Research; Reino UnidoFil: Rossi, Magdalena. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Carrari, Fernando Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina. Universidad de Buenos Aires. 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