Inflorescence stems of Arabidopsis thaliana bend away from neighbours through a response controlled by phytochrome B

Abstract

Las plantas poseen la capacidad de detectar la presencia de otras plantas vecinas mediante la percepción de variaciones en la proporción de luz roja (660 nm) y roja lejana (740 nm) en el ambiente lumínico circundante. Los fitocromos (phy) son los fotorreceptores que cumplen la función principalen la detección de plantas vecinas y su acción implica la regulación de varios procesos fisiológicos que modulan la morfología y arquitectura de la planta, derivando en respuestas de competencia por la luz como la promoción del crecimiento y el desarrollo de sus estructuras fotosintéticas por sobre la vegetación circundante. La mayor parte del conocimiento actual sobre las respuestas de escape al sombreado ha sido generada en estructuras vegetativas, mientras que los estudios sobre este tema en flores e inflorescencias son comparativamente escasos. En este contexto, planteamos como objetivo de nuestro estudio evaluar respuestas de crecimiento y de curvatura de las inflorescencias de la planta Arabidopsis thaliana (L.) inducidas por la señal unilateral de plantas vecinas. Para ello, llevamos a cabo experimentos utilizando cortinas de vegetación natural y fuentes de luz roja lejana artificial dentro de un invernáculo con filtros especiales para excluir la luz correspondiente a la región UV-azul del espectro lumínico natural. Reportamos por primera vez la existencia de un escape lateral manifestado como la curvatura de la inflorescencia hacia el lado opuesto a la señal de plantas vecinas. Esta respuesta es controlada principalmente por el fitocromo B (phyB). Nuestros resultados, en combinación con datos preexistentes son útiles para adquirir una mejor comprensión del comportamiento de las flores e inflorescencias deplantas que crecen en parches, proporcionando una nueva perspectiva de las respuestas de escape al sombreado que pueden tener una influencia importante sobre la biología reproductiva.

Plants are able to detect the presence of neighbours by sensing the variation in the proportion of red and far red light (around 660 nm and 740 nm, respectively) in their surrounding ambient. The phytochromes are the main photoreceptors involved in neighbour detection, and regulate several physiological processes that modulate plant shape and architecture, enabling plants to compete for light by growing over the surrounding vegetation. The state of knowledge about this kind of responses in flowers and inflorescences is scarce compared to what is known in vegetative organs. In this context, we aimed to evaluate growth and bending responses of inflorescence stems induced by a unilateral signal of neighbours in Arabidopsis thaliana (L.). We carried out experiments employing natural canopies and artificial far red light sources inside a greenhouse where UV-Blue region of the sunlight spectrum was excluded. We report for the first time a lateral escape in terms of a bending response of the stem against the signal of neighbours, which is promoted by phytochrome B. Our results combined with pre-existing data may contribute to better understand the behaviour of flowering plants growing in patches, providing a new perspective of shade avoidance responses in terms of its effect in reproductive biology.