Arabidopsis roots are important organs for gravity sensing and gravitropic response. Long-term exposure of Arabidopsis to three-dimensional (3D) clinorotation was found to result in increased expression of WRKY46. In this study, the response of wrky46 mutants, constructed by T-DNA insertion, to simulated microgravity and gravistimulation by reorientation was studied. Microgravity conditions were simulated using a 3D clinostat, which simulates weightlessness. Morphological changes, such as root coiling, waving, and multidirectional growth patterns, were observed in the wild type (WT) seedlings after only 4 days of 3D clinorotation treatment, while in the wrky46 mutant seedlings, the changes observed were minimal compared with those of WT seedlings. Polar auxin transport played an important role in the observed morphological changes. Therefore, expression of the polar auxin transport genes AUX1, PIN2, -3, -4, and -7, and ARG1 was analyzed. Their expression was found to be higher in wrky46 seedlings than in WT seedlings under 3D clinorotation. Gravistimulation by reorientation was achieved by horizontally reorienting the seedlings. Root tip bending to 90°was observed in all WT seedlings within 18-20 h, whereas in mutant seedlings, bending of the root tip to a right angle took more than 20 h. AXR expression is known to directly correlate with root tip bending. The expression of AXR1, -2, -3, -4 was found to be higher in WT seedlings relative to mutant seedlings under gravistimulation by reorientation. However, their expression was relatively low in both WT and wrky46 plants under 3D clinorotation. These results suggest that WRKY46 plays an important role in the root gravitropic response, and in the reduction of polar auxin transport that is necessary for decreasing the effect of gravity due to clinorotation.
Résumé :Les racines d'Arabidopsis sont des organes importants pour la détection de la gravité et la réponse géotropique. Une exposition à long terme d'Arabidopsis à une clinorotation en 3D s'est avérée résulter en une augmentation de l'expression de WKRY46. Dans cette étude, la réponse de mutants wkry46, construits au moyen d'une insertion par un ADN-T, à une microgravité simulée et à une gravistimulation par réorientation a été étudiée. Les conditions de microgravité ont été simulées à l'aide d'un clinostat qui simule l'apesanteur. Des changements morphologiques comme l'enracinement en vrille, l'ondulation et les patrons de croissance multidirectionnelle ont été observés chez les pousses sauvages après seulement 4 jours de traitement en clinorotation en 3D, alors que chez les pousses des mutants wrky46, les changements observés étaient minimes comparativement aux pousses sauvages. Le transport polaire de l'auxine jouait un rôle important dans les changements morphologiques observés. Ainsi, l'expression des gènes de transport de l'auxine AUX1, PIN2, -3, -4 et -7, et ARG1 a été analysée. Leur expression s'est révélée plus élevée chez les pousses wrky46 que chez les pousses sauvages soumises à la clinorotation en 3...