RESUMO
Mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades are universal signal transduction modules in eukaryotes. Plant MAPK cascades are complicated networks and play vital roles in signal transduction induced by biotic and abiotic stresses. In this paper, expression patterns of MAPKs in maize roots treated with low-temperature, osmotic stresses, wounding, plant hormones and UV-C irradiation were investigated. Semi-quantitative RT-PCR reveals that the expression of MAPKs in maize roots which treated with low-temperature in light or in low light are inducible. The expression patterns of MAPKs in maize roots with treatments of CaCl2, SA, GA and wounding are approximately the same. A detailed time course experiment shows that the expression patterns of ZmSIMK are different with treatments of PEG and NaCl, respectively. These results suggest that the expression patterns of MAPKs are complicated and the signal pathways are interlaced into a network in maize roots.
Assuntos
Regulação Enzimológica da Expressão Gênica , Regulação da Expressão Gênica de Plantas , Genes de Plantas/genética , Transdução de Sinais/genética , Estresse Fisiológico/genética , Zea mays/enzimologia , Zea mays/genética , Sequência de Aminoácidos , Cromossomos de Plantas/genética , Ativação Enzimática/efeitos dos fármacos , Ativação Enzimática/efeitos da radiação , Regulação Enzimológica da Expressão Gênica/efeitos dos fármacos , Regulação Enzimológica da Expressão Gênica/efeitos da radiação , Regulação da Expressão Gênica de Plantas/efeitos dos fármacos , Regulação da Expressão Gênica de Plantas/efeitos da radiação , Proteínas Quinases Ativadas por Mitógeno/química , Proteínas Quinases Ativadas por Mitógeno/genética , Proteínas Quinases Ativadas por Mitógeno/metabolismo , Dados de Sequência Molecular , Pressão Osmótica/efeitos dos fármacos , Pressão Osmótica/efeitos da radiação , Filogenia , Reguladores de Crescimento de Plantas/farmacologia , Raízes de Plantas/efeitos dos fármacos , Raízes de Plantas/enzimologia , Raízes de Plantas/genética , Polietilenoglicóis/farmacologia , RNA Mensageiro/genética , RNA Mensageiro/metabolismo , Reação em Cadeia da Polimerase Via Transcriptase Reversa , Alinhamento de Sequência , Transdução de Sinais/efeitos dos fármacos , Transdução de Sinais/efeitos da radiação , Cloreto de Sódio/farmacologia , Estresse Fisiológico/efeitos dos fármacos , Estresse Fisiológico/efeitos da radiação , Temperatura , Raios Ultravioleta , Zea mays/efeitos dos fármacos , Zea mays/efeitos da radiaçãoRESUMO
Mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades are involved in biotic and abiotic stress responses. In plants, MAPKs are classified into four groups, designated A-D. Information about group C MAPKs is limited, and, in particular, no data from maize are available. In this article, we isolated a novel group C MAPK gene, ZmMPK7, from Zea mays. Exogenous abscisic acid (ABA) and hydrogen peroxide (H(2)O(2)) induced calcium-dependant transcription of ZmMPK7. Induction of this gene in response to ABA was blocked by several reactive oxygen species (ROS) manipulators such as imidazole, Tiron, and dimethylthiourea (DMTU). This result indicates that endogenous H(2)O(2) may be required for ZmMPK7-mediated ABA signaling. Expression of ZmMPK7 in Nicotonia tobaccum caused less H(2)O(2) to accumulate and alleviated ROS-mediated injuries following submission of the plants to osmotic stress. The enhanced total peroxidase (POD) activity in transgenic tobacco plants may contribute to removal of ROS. Finally, we have shown that the ZmMPK7 protein localizes in the nucleus. These results broaden our knowledge regarding plant group C MAPK activity in response to stress signals.
Assuntos
Ácido Abscísico/farmacologia , Expressão Gênica/efeitos dos fármacos , Peróxido de Hidrogênio/farmacologia , Proteínas Quinases Ativadas por Mitógeno/fisiologia , Reguladores de Crescimento de Plantas/farmacologia , Proteínas de Plantas/fisiologia , Espécies Reativas de Oxigênio/metabolismo , Zea mays/efeitos dos fármacos , Núcleo Celular/metabolismo , Sistema de Sinalização das MAP Quinases , Proteínas Quinases Ativadas por Mitógeno/análise , Proteínas Quinases Ativadas por Mitógeno/genética , Proteínas de Plantas/análise , Proteínas de Plantas/genética , Plantas Geneticamente Modificadas/metabolismo , Plântula/efeitos dos fármacos , Plântula/enzimologia , Plântula/genética , Estresse Fisiológico , Nicotiana/genética , Transcrição Gênica/efeitos dos fármacos , Zea mays/enzimologia , Zea mays/genéticaRESUMO
According to the conserved motifs of plant protein phosphatase 2C gene, degenerate oligonucleotides were designed. A full cDNA sequence of PP2C gene from Zea mays L. roots was cloned by RT-PCR. It was named ZmPP2C and had 936 bp. Southern blot showed that the ZmPP2C gene was a low copy in the Zea mays genome, and there was a small PP2C gene family. Northern blot showed that the expression of ZmPP2C gene was significantly different among Zea mays tissues. Zea mays roots treated with CaCl(2), MgCl(2), PEG, EGTA, and ABA for 24 h, the ZmPP2C expression increased only by CaCl(2) treatment. It showed the transcription of ZmPP2C gene was induced by Ca(2+), or in a Ca(2+)-dependent manner.