Phytotoxicity of Sicyos deppei during tomato germination and its effects on the role of ABA and cell wall enzymes



Document title: Phytotoxicity of Sicyos deppei during tomato germination and its effects on the role of ABA and cell wall enzymes
Journal: Botanical sciences
Database: PERIÓDICA
System number: 000389634
ISSN: 2007-4298
Authors: 1
2
1
1
Institutions: 1Universidad Nacional Autónoma de México, Laboratorio de Alelopatía, México, Distrito Federal. México
2Universidad Nacional Autónoma de México, Departamento de Medicina Genómica y Toxicología Ambiental, México, Distrito Federal. México
Year:
Season: Dic
Volumen: 93
Number: 4
Pages: 771-781
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Analítico, descriptivo
Spanish abstract Sicyos deppei es una maleza agresiva que se distribuye en la zona central de México que disminuye la productividad de cultivos por la liberación de aleloquímicos a través de la lixiviación de sus hojas por la lluvia. El lixiviado acuoso de S. deppei es fitotóxico durante la germinación del tomate, alterando varios procesos metabólicos, incluyendo aumentos en los niveles de ABA, retraso en el tiempo de germinación e inhibición del crecimiento radicular. En este trabajo se evaluó si el lixiviado de S. deppei interfiere con el catabolismo del ABA, y retrasa la germinación; para esto las semillas de tomate fueron expuestas a un inhibidor del catabolismo del ABA, el diniconazol. Posteriormente, se evaluó la actividad de las enzimas encargadas de la degradación de la pared celular (endo-β-mananasa, α-galactosidasa, exo-poligalacturonasa y β-1,3-glucanasa) en semillas expuestas a ABA exógeno, al diniconazol y al lixiviado de S. deppei. Los resultados mostraron un retraso en la degradación del ABA durante la germinación y una inhibición de la actividad de las enzimas analizadas. Después de la germinación, se evaluó la inhibición de la radícula a partir de semillas expuestas a S. deppei. Se observó que la expresión de los genes marcadores del ciclo celular CDKB2;1 y CycB2;1, fue modificada, disminuyendo la división celular. Se concluye que el retraso de la germinación del tomate debida al efecto fitotóxico de S. deppei se puede explicar por alteraciones de procesos celulares que interfieren con el catabolismo del ABA y con el ciclo celular durante la post-germinación
English abstract Sicyos deppei is a harmful weed that grows in central Mexico, decreasing crop productivity by allelochemical release via lixiviation of the aerial organs through raining. Sicyos deppei aqueous leachate is phytotoxic to tomato seed germination causing various metabolic alterations, such as high levels of abscisic acid, which delay germination and inhibit radicle growth. To determine whether abscisic acid catabolism was involved in the delay of germination caused by S. deppei, tomato seeds were exposed to diniconazole, an ABA catabolism-inhibitor, and subsequently the activity of cell wall-degrading enzymes (endo-β-mannanase, α-galactosidase, exo-polygalacturonase, and β-1,3-glucanase) was estimated in the presence of ABA, diniconazole and S. deppei aqueous leachate. Results showed that during germination, there is a delay in ABA degradation and the activity of the four cell wall-degrading enzymes evaluated was inhibited. Cell cycle was analyzed to characterize the inhibition of radicle growth during post-germination in the roots of treated seedlings. The phytotoxic aqueous leachate of S. deppei interfered with it, altering the expression of two cell cycle marker genes CDKB2;1 and CycB2;1, thereby reducing cell division. In summary, the delay in tomato germination through S. deppei leachate reflects first that there is a delay in ABA catabolism, and second there is an alteration of cellular processes that interfere with cell cycle and inhibit radicle growth during postgermination
Disciplines: Agrociencias,
Química
Keyword: Malezas,
Bioquímica,
Sicyos deppei,
Fisiología vegetal,
Tomate,
Fitotoxicidad,
Actividad enzimática,
Daños,
Solanum lycopersicum
Keyword: Agricultural sciences,
Chemistry,
Weeds,
Biochemistry,
Sicyos deppei,
Plant physiology,
Tomato,
Phytotoxicity,
Enzymatic activity,
Damage,
Solanum lycopersicum
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