Ethylene Synthesis and Auxin Augmentation in Pistil Tissues are Important for Egg Cell Differentiation after Pollination in Maize

0107467 - UEB-Q 20043041 RIV JP eng J - Článek v odborném periodiku
Mól, R. - Filek, M. - Macháčková, Ivana - Rochon, E.
Ethylene Synthesis and Auxin Augmentation in Pistil Tissues are Important for Egg Cell Differentiation after Pollination in Maize.
[Tvorba etylénu a zvýšení auxinu v pletivu jsou důležité pro diferenciaci vaječné buňky po opylení u kukuřice.]
Plant and Cell Physiology. Roč. 45, č. 10 (2004), s. 1396-1405. ISSN 0032-0781. E-ISSN 1471-9053
Grant CEP: GA AV ČR KSK5052113
Klíčová slova: egg cell maturation * growth regulators * Maize
Kód oboru RIV: EB - Genetika a molekulární biologie
Impakt faktor: 3.258, rok: 2004

The role of ethylene and auxin in stigma-to-ovule signalling was investigated in maize (Zea mays L.). Maturation of the egg cells in an ear was stimulated before actual fertilization by the application of fresh pollen grains or quartz sand to fully receptive stigmas. Ethylene emission by maize ears increased in response to those treatments. Silks and ovaries were involved in ethylene synthesis after pollen or sand was shed over the silks. The content of ethylene precursor [1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC)] increased in both pistil parts soon after pollination. ACC rise was delayed by 4 h in the ovaries, and by 8 h in the silks after mock-pollination with sand. The auxin level increased rapidly in the silks and ovaries after pollination, and it was very high in the pollinated silks due to the high indole-3-acetic acid (IAA) content of pollen grains. IAA rise also appeared in the silks and ovaries after treatment with sand but it was delayed by 8 h. Application of ACC (10 µM) or IAA (6 µM) solutions to non-pollinated silks stimulated maturation of the egg cells. Moreover, the response of the egg cells to pollination was cancelled by L--(2-aminoethoxyvinyl)-glycine, -aminoisobutyric acid or 2,3,5-triiodobenzoic acid applied to the silks before pollination. Thus ethylene synthesis and polar auxin transport in the silks pollinated with fresh pollen were necessary to evoke accelerated differentiation of the egg cells in maize ovules. Differences in pistil responses found between true- and mock-pollination suggest that signalling pathways are at least partially different for the reception of pollen grains and sand crystals on maize stigma.

Úloha etylénu a auxinu v přenosu signálu mezi bliznou a vajíčkem byla studována u kukuřice (Zea mays L.). Zrání vaječné buňky v klasu bylo stimulováno před vlastním oplodněním aplikací čerstvých pylových zrn či křemenného písku k plně receptivním bliznám. Výdej etylénu klasy kukuřice se po tomto zásahu zvyšoval. Čnělky a semeníky se účastnily v syntéze etylénu po aplikaci pylu či písku. Obsah prekursoru etylénu, kyseliny 1-aminocyklopropan-1-karboxylové (ACC), se zvyšoval v obou částech pestíku brzy po opylení. Vzestup hladiny ACC byl opožděn o 4h v semenících a o 8 h v čnělkách po aplikaci písku. Hladina auxinu se v čnělkách a semenících rychle po opylení zvyšovala a byla velmi vysoká v opylených čnělkách díky vysokému obsahu IAA v pylových zrnech. Zvýšení IAA nastalo i po aplikaci písku, ale bylo o 8 h zpožděno. Aplikace 10 μM ACC či 6 μM IAA na neopylené čnělky stimulovala zrání vaječných buněk. Navíc je odezva vaječých buněk na opylení inhibována aplikací aminoethoxyvinylglycinu, kyseliny aminooxyoctové a 2,3,5-trijódbenzoovou kyselinou. To znamená, že pro normální průběh opylení je nutná tvorba etylénu a polární transport auxinu. Rozdíly v odezvách na opylení a aplikaci písku ukazují, že signální dráhy v těchto dvou případech jsou částečně odlišné.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0014625