LACCASE Es Necesaria y No Redundante con PEROXIDASA para la Polimerización de Lignina Durante el Desarrollo Vascular en Arabidopsis

La evolución de la biosíntesis de lignina fue crítica en la transición de las plantas de un estilo de vida acuático a uno terrestre erguido. La lignina se ensambla mediante la polimerización oxidativa de dos monómeros principales, el alcohol coniférico y el alcohol sinapílico. Aunque se ha demostrado que dos lacasas recientemente descubiertas, LAC4 y LAC17, juegan un papel en la polimerización de lignina en Arabidopsis thaliana, la interrupción de ambos genes solo conduce a un cambio relativamente pequeño en el contenido de lignina y solo bajo iluminación continua. La interrupción simultánea de LAC11 junto con LAC4 y LAC17 causa un grave arresto en el crecimiento de la planta, un diámetro de raíz más estrecho, anteras indehiscentes y un arresto en el desarrollo vascular con falta de lignificación. El análisis de transcripción a nivel del genoma reveló que todos los genes putativos de peroxidasa de lignina se expresan a niveles normales o incluso más altos en el mutante triple de lacasa, lo que sugiere que la actividad de lacasa de lignina es necesaria y no redundante con la actividad de peroxidasa para la polimerización de monolignol durante el desarrollo vascular de la planta. Curiosamente, aunque la deposición de lignina en las raíces está casi completamente abolida en el mutante triple lac11 lac4 lac17, la banda de Caspary, que está lignificada a través de la actividad de la peroxidasa, sigue siendo funcional. El análisis filogenético reveló que los genes de lacasa de lignina no tienen ortólogos en especies de plantas más bajas, lo que sugiere que los genes de lacasa de monolignol divergieron después de la evolución de las plantas con semillas.