It is widely accepted that abscisic acid (ABA) accumulation in leaves of dehydrated plants is supported by root-sourced ABA. However, this model is questioned due to the low availability of carotenoids (ABA precursors) in roots and by the fact that leaves synthetize their own ABA upon dehydration. To shed light in this process, the relative contribution of roots and leaves to ABA pool during dehydration was evaluated. Roots of stem-girdled Carrizo citrange seedlings showed a 50% reduction in ABA accumulation compared to roots of intact plants upon dehydration, being unable to increase ABA after a subsequent stress. Results suggest that ABA is transported from leaves to roots, a fact furtherly confirmed by feeding experiments with labelled ABA (d6-ABA) applied to the leaves and detected in both unstressed and dehydrated roots. Data also revealed that the limited content of carotenoids in roots decreased upon dehydration, taking several weeks to recover to unstressed basal levels. The relative contribution of carotenoids to root ABA biosynthesis was challenged in light-grown Citrus macrophylla roots (with high-carotenoid availability) submitted to osmotic stress, which were in fact unable to accumulate ABA. Contrastingly, a rapid upregulation of several key genes involved in carotenoid and ABA synthesis (CsPSY3a, CsβCHX1, CsβCHX2, and CsNCED1) was observed suggesting that carotenoids are rather being redirected to other pathways or even converted in other metabolites. Overall, these findings indicate that ABA accumulation in roots is sustained by ABA produced in leaves rather than by in situ biosynthesis from precursors.
 

É amplamente aceito que o acúmulo de ácido abscísico (ABA) em folhas de plantas desidratadas é proveniente da produção de ABA nas raízes. No entanto, este modelo é questionado devido à baixa disponibilidade de carotenoides (precursores de ABA) nas raízes e pelo fato de que as folhas sintetizam seus próprios ABA após a desidratação. Para esclarecer esse processo, avaliou-se a contribuição relativa das raízes e folhas no acúmulo de ABA durante a desidratação. As raízes de mudas de citrange Carrizo, com caule anelado, mostraram uma redução de 50% no acúmulo de ABA em comparação com as raízes de plantas intactas após desidratação, sendo incapaz de aumentar a ABA após um estresse subsequente. Os resultados sugerem que o ABA é transportado de folhas para raízes, fato confirmado adicionalmente por experiências de alimentação com ABA rotulado (d6-ABA) aplicado às folhas e detectado em raízes não-estressadas e desidratadas. Os resultados também revelaram que a concentração limitada de carotenoides nas raízes diminuiu após a desidratação, levando algumas semanas para recuperar os níveis basais não estressados. A contribuição relativa dos carotenoides para a biossíntese de ABA nas raízes foi avaliada ainda em raízes expostas a luz durante o crescimento de Citrus macrophylla (com alta disponibilidade de carotenoides), submetidas a estresse osmótico, que de fato não conseguiram acumular ABA. Em contraste, observou-se uma rápida regulação positiva de vários genes chave envolvidos na síntese de carotenoides e ABA (CsPSY3a, CsβCHX1, CsβCHX2 e CsNCED1) sugerindo que os carotenoides são mais redirecionados para outras vias ou mesmo convertidos em outros metabólitos. Em geral, esses achados indicam que o acumulo de ABA em raízes é sustentada pela produção de ABA nas folhas e não pela biossíntese in situ pelos precursores.