Plastica

Nature Plants (2023) Cita questo articolo

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La tossicità dell’ammonio che colpisce il metabolismo e lo sviluppo delle piante è un problema mondiale che ostacola la produzione agricola. Sorprendentemente, il riso (Oryza sativa L.) preferisce l’ammonio come principale fonte di azoto nelle risaie. Abbiamo impostato uno screening genetico avanzato per decifrare i meccanismi molecolari che conferiscono la tolleranza all'ammonio nel riso e abbiamo identificato il rohan che mostrava un'ipersensibilità radicale all'ammonio a causa di una mutazione missenso in un gene che codifica l'argininosuccinato liasi (ASL). L'ASL si localizza nei plastidi e la sua espressione è indotta dall'ammonio. L'ASL allevia l'allungamento delle radici inibito dall'ammonio convertendo l'eccessiva glutammina in arginina. Di conseguenza, l’arginina porta all’accumulo di auxina nel meristema radicale, stimolando così l’allungamento delle radici in condizioni di elevato contenuto di ammonio. Inoltre, abbiamo identificato la variazione naturale nell'allele ASL tra le sottospecie japonica e indica che spiegano la loro diversa sensibilità delle radici verso l'ammonio. Infine, mostriamo che l'espressione dell'ASL è correlata positivamente con la tolleranza all'ammonio radicale e che l'efficienza e la resa nell'uso dell'azoto possono essere migliorate attraverso un approccio con guadagno di funzione.

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I set di dati grezzi di sequenziamento dell'intero genoma (WGS) e i set di dati RNA-seq sono stati depositati su NCBI BioProject (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject) con i numeri di accesso PRJNA808438 e PRJNA808101. I set di dati della metabolomica ampiamente mirata sono depositati presso l'OMIX, China Center for Bioinformation/Beijing Institute of Genomics, Chinese Academy of Sciences con numero di accesso OMIX004476 (https://ngdc.cncb.ac.cn/omix) e sono anche disponibili nella tabella supplementare 1. I dati di origine sono forniti con questo documento. Per eventuali set di dati non disponibili tramite i collegamenti sopra, possono essere richiesti all'autore corrispondente.

Xu, G., Fan, X. & Miller, AJ Assimilazione dell'azoto nelle piante ed efficienza d'uso. Anna. Rev. Plant Biol. 63, 153–182 (2012).

Articolo CAS PubMed Google Scholar

Britto, DT & Kronzucker, HJ NH4+ tossicità nelle piante superiori: una revisione critica. J. Fisiolo vegetale. 159, 567–584 (2002).

Articolo CAS Google Scholar

Li, B., Li, G., Kronzucker, HJ, Baluška, F. & Shi, W. Stress da ammonio in Arabidopsis: segnalazione, loci genetici e obiettivi fisiologici. Tendenze Vegetali Sci. 19, 107–114 (2014).

Articolo CAS PubMed Google Scholar

Barth, C., Gouzd, ZA, Steele, HP & Imperio, RM Una mutazione nella pirofosforilasi GDP-mannosio provoca un'ipersensibilità condizionale all'ammonio, con conseguente inibizione della crescita delle radici di Arabidopsis, alterazione del metabolismo dell'ammonio e omeostasi ormonale. J.Esp. Bot. 61, 379–394 (2010).

Articolo CAS PubMed Google Scholar

Tanaka, H. et al. Identificazione e caratterizzazione di Arabidopsis AtNUDX9 come pirofosfoidrolasi GDP-d-mannosio: il suo coinvolgimento nell'inibizione della crescita delle radici in risposta all'ammonio. J.Esp. Bot. 66, 5797–5808 (2015).

Articolo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li, B. et al. Il plastide AMOS1/EGY1 di Arabidopsis integra la segnalazione dell'acido abscissico per regolare la risposta dell'espressione genica globale allo stress da ammonio. Fisiolo vegetale. 160, 2040–2051 (2012).