Supraoptimal ethylene acts antagonistically with exogenous gibberellins during Solanum lycopersicum (Solanaceae) hypocotyl growth

Abstract

In many plant species ethylene and gibberellins interact to regulate plant growth and development. In some cases, these hormones can act in a synergistic way whereas in others they can be antagonistic. To date, the control of hypocotyl elongation by ethylene and gibberellins has been poorly explored in tomato. In this paper we report that, application of exogenous ethylene to tomato seedlings or high endogenous ethylene production, as in the epinastic mutant, strongly prevent the effect of gibberellic acid (GA3) application. Moreover, constitutive activation of gibberellin signal in a DELLA deficient mutant was not able to counteract the inhibitory effect of ethylene on hypocotyl elongation, suggesting that ethylene acts independently from DELLA-mediated gibberellin response. Interestingly, when ethylene perception is blocked, the GA3 promotive effect on hypocotyl length is less effective, indicating that the presence of a basal level of ethylene could synergistically enhance hypocotyl growth. Taken together, these observations may suggest that, in tomato, supraoptimal concentrations of ethylene are able to antagonize gibberellin effect but normal levels seem to promote gibberellin-induced hypocotyl elongation.

En muchas especies de plantas, el etileno y las giberelinas interactúan para regular el crecimiento y desarrollo. En algunos casos, estas hormonas pueden actuar de manera antagónica mientras que en otros son sinérgicas. Hasta la fecha, en el tomate, el control de la elongación del hipocótilo por el etileno y las giberelinas ha sido poco explorado. En este trabajo se informa que la aplicación de etileno exógeno en plántulas de tomate o la alta producción de etileno endógeno, como en el mutante epinastic, reducen fuertemente el efecto de la aplicación de ácido giberélico (GA3). Por otra parte, la activación constitutiva de la señal de las giberelinas en un mutante deficiente en DELLA no es capaz de contrarrestar el efecto inhibidor del etileno en la elongación del hipocótilo, lo que sugiere que el etileno actúa independientemente de la respuesta a las giberelinas mediada por DELLA. Es interesante destacar que cuando la percepción del etileno está bloqueada, el efecto promotor de la elongación del hipocótilo por GA3 es menos eficaz, lo que indica que la presencia de un nivel basal de etileno podría aumentar el crecimiento del hipocótilo sinérgicamente. En síntesis, estas observaciones sugieren que, en el tomate, las concentraciones supraóptimas de etileno son capaces de antagonizar el efecto de las giberelinas pero los niveles normales parecen promover el alargamiento del hipocótilo inducido por dichas hormonas.