O déficit hídrico, que tem como componente principal o estresse osmótico, é o principal fator que limita a produção vegetal. O acúmulo de prolina é uma das respostas mais características a esse estresse, mas sua função, bem como a regulação da sua acumulação, não está bem estabelecida. No presente estudo, testou-se a hipótese que hormônios exercem um controle diferencial sobre a expressão dos genes e nas atividades das diferentes enzimas envolvidas na síntese e degradação da prolina sob déficit hídrico e estresse osmótico. Visando entender este controle, mutantes e transgênicos hormonais da cultivar Micro-Tom (MT) de tomateiro foram examinados quanto a possíveis alterações no acúmulo de prolina. Todos os experimentos foram realizados em condições ambientais controladas ( 350 µE m-2 s-1, 28±2/24±2°C e fotoperíodo de 16 h). Genótipos de MT com aproximadamente 20 dias após a germinação (DAG) foram submetidos ao déficit hídrico através da suspensão de rega por até oito dias. Alguns genótipos responderam diferencialmente quanto ao acúmulo de prolina, mas também houve diferenças no decréscimo de w do substrato com a secagem. Portanto, os genótipos que apresentaram acúmulo diferenciado de prolina no experimento com seca foram submetidos a PEG-6000 em solução nutritiva, sob dois potenciais hídricos (-0,8 e -1,2 MPa), por 12, 24 e 36 h. O uso de PEG foi importante, pois permitiu expor os materiais simultaneamente a um mesmo potencial hídrico. Alguns mutantes apresentaram resposta diferenciada e, dentre eles, verificou-se que o transgênico 35S::PS, com níveis elevados de prosistemina (PS), foi mais resistente ao estresse osmótico. Sabe-se que a PS leva a um acúmulo elevado de ácido jasmônico (JA), assim como evidências sugerem a participação do JA no acúmulo de prolina, mas pouco se sabe sobre o papel de ambos neste acúmulo. Para examinar se há diferenças no papel da PS e do JA no acúmulo de prolina, foi realizado um experimento a -1,2 MPa com o transgênico 35S::PS e MT com aplicação exógena de metil jasmonato (MeJa). Em ambos os casos, houve indução da P5CS (via de síntese) e da enzima P5CDH (via de degradação) em condições controle, porém não houve acúmulo de prolina. Já sob estresse osmótico, foi observado um aumento adicional da atividade das enzimas de síntese e uma acentuada repressão da P5CDH. Assim, o MeJa parece promover um elevado turnover de prolina em condições controle, sem promover seu acúmulo, mas com a imposição de estresse osmótico a via de degradação parece ser acentuadamente reprimida causando o acúmulo deste aminoácido. Para examinar a dependência de MeJa por ABA no acúmulo de prolina, o mutante sitiens, deficiente em ABA, foi submetido ao estresse osmótico juntamente com a aplicação exógena de MeJa, ABA e MeJa + ABA. No mutante sitiens, a manutenção de um w mais elevado e próximo do controle (MT) foi dependente de ABA, mas não de MeJa. O teor de prolina aumentou moderadamente na presença de MeJa ou ABA, sob estresse osmótico, mas foi acentuado na presença dos dois hormônios, sugerindo algum grau de interdependência na ação destes hormônios no acúmulo de prolina

Drought, which has as its main component osmotic stress, is the major factor limiting crop production. The accumulation of proline is one of the most characteristic responses to this stress, but its function as well as the regulation of its accumulation is not well established. In this study, we tested the hypothesis that hormones exert control over the differential expression of genes and the activity of enzymes involved in the synthesis and degradation of proline under drought and osmotic stress. To understand this control, hormonal mutants and transgenic lines of the Micro-Tom (MT) cultivar of tomato were examined for possible changes in the accumulation of proline. All experiments were conducted under controlled environmental conditions ( 350 E m-2 s-1, 28±2/24±2 °C and a photoperiod of 16 h). Plants of MT genotypes, approximately 20 days after germination (DAG), were subjected to drought via suspension of irrigation for up to eight days. Some genotypes responded differentially with respect to proline accumulation, but there were differences in the decrease of w of the substrate with drying. Therefore, the genotypes that showed different levels of proline in the experiment with drought were treated with PEG-6000 in nutrient solution at two different water potentials (-0.8 and -1.2 MPa) for 12, 24 and 36 h. The use of PEG was important because it allowed simultaneous exposure to the same water potential. Some mutants displayed a differential response, and, among them, the transgenic line 35S::PS, with high levels of prosystemin (PS), was more resistant to osmotic stress. It is known that PS leads to increased accumulation of jasmonic acid (JA), and evidence suggests the involvement of JA in proline accumulation, but little is known about the role of either in this accumulation. To examine whether there are differences in the role of PS and JA in the accumulation of proline, an experiment at -1.2 MPa with 35S::PS and MT with exogenous application of methyl jasmonate (MeJa) was performed. In both cases there was induction of the enzyme P5CS (synthesis) and P5CDH (degradation) under control conditions, but without accumulation of proline. However, under osmotic stress, a further increase in the activity of synthesis enzymes and a marked suppression of P5CDH were observed. Thus, MeJa seems to promote a high "turnover" rate of proline under control conditions, without promoting its accumulation, but upon the application of osmotic stress, its degradation appears to be markedly suppressed, resulting in the accumulation of this amino acid. To examine the dependence of MeJa on ABA for the accumulation of proline, the sitiens mutant (deficient in ABA) was subjected to osmotic stress along with exogenous application of MeJa, ABA and ABA + MeJa. In sitiens, maintainance of a higher w, closer to MT, was dependent on ABA, but not MeJa. The proline content increased moderately in the presence of MeJa or ABA under osmotic stress, but was pronounced in the presence of both hormones, suggesting some degree of interdependence in the role of these hormones in the accumulation of proline