Glutathione-dependent root growth in Arabidopsis is linked to polar auxin transport (PAT). Arabidopsis mutants with reduced glutathione (GSH) levels also show reduced PAT. To gain an insight into the relationship between PAT and GSH level, we analyzed tomato polycotyledon mutant, pct1-2, which has enhanced PAT. Microarray analysis of gene expression in pct1-2 mutant revealed underexpression of several genes related to glutamate and glutathione metabolism. In consonance with microarray analysis, enzymatic as well as in vivo assay revealed higher glutathione levels in the early phase of pct1-2 seedling growth than WT. The inhibition of auxin transport by 2,3,5-triiodobenzoic acid (TIBA) reduced both GSH level and PIN1 expression in pct1-2 root tips . The reduction of in vivo GSH accumulation in pct1-2 root tips by buthionine sulfoximine (BSO) stimulated elongation of the short root of pct1-2 mutant akin to TIBA. The rescue of the short root phenotype of the pct1-2 mutant was restricted to TIBA and BSO. The other auxin transport inhibitors 1- N -naphthylphthalamic acid (NPA), 2-[4-(diethylamino)-2-hydroxybenzoyl] benzoic acid (BUM), 3-chloro-4-hydroxyphenylacetic acid (CHPAA), brefeldin and gravacin inhibited root elongation in both WT and pct1-2 mutant. Our results indicate a relationship between PAT and GSH levels in tomato akin to Arabidopsis. Our work also highlights that TIBA rescues the short root phenotype of the pct1-2 mutant by acting on a PAT component distinct from the site of action of other PAT inhibitors.

中文翻译：

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番茄多子叶突变体中增强的极性生长素转运似乎与谷胱甘肽水平有关

拟南芥中依赖谷胱甘肽的根生长与生长素极性转运 (PAT) 相关。谷胱甘肽 (GSH) 水平降低的拟南芥突变体也显示 PAT 降低。为了深入了解 PAT 和 GSH 水平之间的关系，我们分析了增强 PAT 的番茄多子叶突变体 pct1-2。pct1-2 突变体中基因表达的微阵列分析揭示了与谷氨酸盐和谷胱甘肽代谢相关的几个基因的低表达。与微阵列分析一致，酶促和体内测定显示在 pct1-2 幼苗生长的早期阶段，谷胱甘肽水平高于 WT。2,3,5-三碘苯甲酸 (TIBA) 对生长素转运的抑制降低了 pct1-2 根尖中 GSH 水平和 PIN1 的表达。丁硫氨酸亚砜亚胺 (BSO) 对 pct1-2 根尖中体内 GSH 积累的减少刺激了类似于 TIBA 的 pct1-2 突变体短根的伸长。pct1-2 突变体的短根表型的拯救仅限于 TIBA 和 BSO。其他生长素转运抑制剂 1-N-萘基邻苯二甲酸 (NPA)、2-[4-(二乙氨基)-2-羟基苯甲酰基]苯甲酸 (BUM)、3-氯-4-羟基苯乙酸 (CHPAA)、brefeldin 和 Gravacin WT 和 pct1-2 突变体中的根伸长。我们的结果表明番茄中 PAT 和 GSH 水平之间的关系类似于拟南芥。我们的工作还强调，TIBA 通过作用于不同于其他 PAT 抑制剂作用位点的 PAT 成分，挽救了 pct1-2 突变体的短根表型。pct1-2 突变体的短根表型的拯救仅限于 TIBA 和 BSO。其他生长素转运抑制剂 1-N-萘基邻苯二甲酸（NPA）、2-[4-（二乙氨基）-2-羟基苯甲酰基]苯甲酸（BUM）、3-氯-4-羟基苯乙酸（CHPAA）、布雷菲尔德菌素和gravacin受到抑制WT 和 pct1-2 突变体中的根伸长。我们的结果表明番茄中 PAT 和 GSH 水平之间的关系类似于拟南芥。我们的工作还强调，TIBA 通过作用于不同于其他 PAT 抑制剂作用位点的 PAT 成分，挽救了 pct1-2 突变体的短根表型。pct1-2 突变体的短根表型的拯救仅限于 TIBA 和 BSO。其他生长素转运抑制剂 1-N-萘基邻苯二甲酸 (NPA)、2-[4-(二乙氨基)-2-羟基苯甲酰基]苯甲酸 (BUM)、3-氯-4-羟基苯乙酸 (CHPAA)、brefeldin 和 Gravacin WT 和 pct1-2 突变体中的根伸长。我们的结果表明番茄中 PAT 和 GSH 水平之间的关系类似于拟南芥。我们的工作还强调，TIBA 通过作用于不同于其他 PAT 抑制剂作用位点的 PAT 成分，挽救了 pct1-2 突变体的短根表型。3-氯-4-羟基苯乙酸(CHPAA)、brefeldin 和gravacin 抑制WT 和pct1-2 突变体的根伸长。我们的结果表明番茄中 PAT 和 GSH 水平之间的关系类似于拟南芥。我们的工作还强调，TIBA 通过作用于不同于其他 PAT 抑制剂作用位点的 PAT 成分，挽救了 pct1-2 突变体的短根表型。3-氯-4-羟基苯乙酸(CHPAA)、brefeldin 和gravacin 抑制WT 和pct1-2 突变体的根伸长。我们的结果表明番茄中 PAT 和 GSH 水平之间的关系类似于拟南芥。我们的工作还强调，TIBA 通过作用于不同于其他 PAT 抑制剂作用位点的 PAT 成分，挽救了 pct1-2 突变体的短根表型。