Evoluce auxinového metabolismu, signalizace a transportu v zelené linii (Viridiplantae)

Abstract

Fytohormon auxin je esenciální koordinátor růstu a vývoje suchozemských rostlin. Avšak mechanismy jeho působení u řas jsou nám doposud málo známé, neboť začaly být zkoumány relativně nedávno. Současný pokrok se zakládá hlavně na sekvenčních datech, přičemž jsou identifikovány homologní geny související s mechanismy účinku auxinu, tedy s jeho metabolismem, signalizací a transportem u vyšších rostlin. Biosyntéza auxinu předcházela rozdělení chlorofyt a streptofyt. Pokročilejší regulování hladiny auxinu konjugací se týká spíše suchozemských rostlin. První signalizační procesy byly pravděpodobně na netranskripční úrovni. Jaderně lokalizovaná auxinová signální dráha regulující transkripci mohla být sestavena z velmi starých komponent dříve s auxinem nesouvisejících. U charofyt tato dráha neexistuje, jsou však přítomny domény některých komponent. Kompletní auxinová regulace transkripce vznikla zřejmě až po přechodu na souš. Transport z buňky byl jeden z prvních mechanismů regulace hladiny auxinu. Sofistikovanější transportní přenašečový systém se začal rozvíjet u charofyt, u kterých byl také prokázán polární transport auxinu. Auxin tedy figuroval jako signální látka u primitivních řas, ale spektrum jím regulovaných procesů se začalo dramaticky rozšiřovat s přechodem na souš. Pro budoucí výzkum této...

Phytohormone auxin is an essential coordinator of growth and development within land- plants. Mechanisms of auxin action in algae is still poorly understood, given that related research has begun recently. Current progress is derived mainly from available sequence data, which are necessary for analysis of gene homology with higher plants. In this case with the genes related to auxin action mechanisms, e.g. metabolism, signaling and transport. Auxin biosynthesis predated the split of Chlorophyta and Streptophyta, but tighter regulation of auxin levels is the matter of land-plants. First auxin responses were probably non-transcriptional. Transcription-regulating nuclear signaling pathway assembled from more ancient domains, some of them were identified in Charophyta, but whole pathway was complete after colonization of land. Auxin transport out of the cell was one of the original mechanisms of regulating its levels. More sophisticated auxin carrier system was proposed to evolve in Charophyta, where polar auxin transport was identified. Auxin as a signaling molecule was present in primitive algae groups, but its response spectrum dramatically increased after colonization of land. Future research of auxin action evolution needs more model organisms to be established, especially from Charophyta....