A via OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1 medeia a tolerância ao frio em arroz. Crédito:XU Yunyuan
A capacidade das plantas de tolerar o estresse pelo frio é fundamental para determinar a estação de crescimento e a distribuição geográfica das plantas. Anomalias de temperatura locais causadas por mudanças climáticas globais ameaçam diretamente a produção agrícola. A melhoria da tolerância ao frio em variedades de arroz requer o esclarecimento dos mecanismos regulatórios das vias de sinalização de resfriamento.
A principal via de transdução de sinal de tolerância ao frio em arroz foi estabelecida, mas como os diversos componentes são regulados não está claro. OsbHLH002 é um dos mais de 100 membros da família do fator de transcrição bHLH em arroz e tem a maior homologia com a proteína Arabidopsis ICE1, que é um dos membros principais na via de sinalização fria em Arabidopsis (portanto, OsbHLH002 também é chamado de OsICE1).
A equipe de pesquisa liderada pelo Prof. CHONG Kang do Instituto de Botânica da Academia Chinesa de Ciências revelou um novo mecanismo para tolerância ao frio mediado por OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1 em arroz.
A equipe de pesquisa mostrou em 2009 que a superexpressão do gene do arroz selvagem OrbHLH2 aumentou a tolerância ao estresse osmótico em Arabidopsis. Desta vez, eles descobriram que a proteína quinase OsMAPK3 ativada pelo frio fosforila o fator de transcrição OsbHLH002 / OsICE1 diretamente para aumentar sua atividade de transativação. Além disso, OsMAPK3 atenuou a interação entre OsbHLH002 e E3 ubiquitina ligase OsHOS1, o que levou à redução da ubiquitinação e degradação de OsbHLH002.
O aumento do conteúdo proteico e da atividade de transativação de OsbHLH002 ativa efetivamente a expressão de OsTPP1 (que codifica trealose-6-fosfatase) para promover a hidrólise de trealose-6-fosfato, aumentando o conteúdo de trealose e melhorando a tolerância ao frio do arroz. Estes resultados estabelecem uma nova via OsMAPK3-OsbHLH002-OsTPP1. Esta via transduz o sinal de frio do sistema em cascata da quinase para o núcleo e promove a síntese de um protetor osmótico para regular a tolerância ao frio no arroz.
