Influence of saline stress on root hydraulic conductance and PIP expression inArabidopsis

Martínez-Ballesta, Ma Carmen; Aparicio, Frederic; Pallás, Vicente; Martı́nez, Vicente; Carvajal, Micaela

doi:10.1078/0176-1617-00861

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“…The osmotic root Lp was measured essentially based on the method described by Miyamoto et al [28] and Martinez-Ballesta et al [29]. In brief, seedling shoots were excised with a razor blade 10-20 mm from the base, and the exuded sap was collected with a micropipette and the flow rate (J v ) on a root dry mass basis measured over the next 90 min.…”

Section: Osmotic Root Hydraulic Conductivity (Lp) Measurementmentioning

confidence: 99%

Water relations and an expression analysis of plasma membrane intrinsic proteins in sensitive and tolerant rice during chilling and recovery

et al. 2006

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A symptom of chilling injury is development of water deficit in shoots, resulting from an imbalance of water transport and transpiration. In this work, two rice varieties (Oryza sativa L. var. Wasetoitsu and Somewake) seedlings were chilled at 7 o C, followed by recovery at 28 o C. Based on the growth phenotype and electrolyte leakage tests, Somewake was shown to be a chilling-tolerant variety, and Wasetoitsu a chilling-sensitive one. The chilling stress reduced markedly the relative water content (RWC) of leaves, accumulative transpiration and osmotic root hydraulic conductivity (Lp) in both varieties. But when returned to 28 o C, the water relation balance of Somewake recovered better. The mRNA expression profile of all the 11 plasma membrane intrinsic proteins (PIPs), a subgroup of aquaporins, was subsequently determined by real-time reverse transcription (RT)-PCR with TaqMan-minor grove binder (MGB) probes derived from rice var. Nipponbare during chilling treatment and recovery. Most of the PIP genes was down-regulated at the low temperature, and recovered at the warm temperature. The relative expression of some PIPs in both Somewake and Wasetoitsu decreased in parallel during the chilling. However during the recovery, the relative expression of OsPIP1;1, OsPIP2;1, OsPIP2;7 in shoots and OsPIP1;1, OsPIP2;1 in roots were significantly higher in Somewake than Wasetoitsu. This supports the role of PIPs in re-establishing water balance after chilling conditions. We discuss the diversified roles played by members of the aquaporin PIP subfamily in plant chilling tolerance depending on aquaporin isoforms, plant tissue and the stage of chilling duration.

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Section: Osmotic Root Hydraulic Conductivity (Lp) Measurementmentioning

confidence: 99%

Water relations and an expression analysis of plasma membrane intrinsic proteins in sensitive and tolerant rice during chilling and recovery

et al. 2006

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“…La represión de la expresión de acuaporinas se asocia con descensos en la conductancia hidráulica de los órganos de la planta (Henzler et al 1999, Clarkson et al 2000, North et al 2004. Además, las acuaporinas pueden ser bloqueadas por iones de mercurio, resultando en un descenso de la permeabilidad al agua de las membranas y por tanto de la conductancia hidráulica (Maggio y Joly 1995Martínez-Ballesta et al 2003.…”

Section: Acuaporinas Y Su Relación Con La Conductancia Hidráulicaunclassified

“…La concentración de colorante en la savia del xilema se determinó inmediatamente en las muestras utilizando un espectrofotómetro Beckman DU-40 UV a 630 nm. El porcentaje de transporte apoplástico se calculó a partir de la concentración del colorante en la savia del xilema, considerando que la concentración del colorante de la solución externa era del 100% (Martínez-Ballesta et al 2003).…”

Section: Determinación Del Transporte Apoplásticounclassified

“…Los datos de la Tabla 11 no permiten descartar esta posibilidad, puesto que tanto Kr como E se redujeron. Por el contrario, Martínez-Ballesta et al (2003) confirmaron que la reducción de la conductancia hidráulica de la raíz en plantas de Arabidopsis tratadas con NaCl podría estar fuertemente relacionada con la represión de la expresión de acuaporinas.…”

Section: Salinidadunclassified

“…Martínez-Ballesta et al (2003) observaron que la aplicación de mercurio, que inhibe específicamente la actividad de las acuaporinas (Maggio y Joly 1995), en plantas de Arabidopsis redujo la conductancia hidráulica de la raíz e incrementó el porcentaje de transporte apoplástico. Sin embargo, en plantas de CC encharcadas el porcentaje de transporte apoplástico se vio también reducido en un 43.6%, que resultó en una reducción del 75.8% del agua total aportada por el apoplasto de la raíz al flujo transpiracional, relativo a plantas control (Tabla 12).…”

Section: Asfixiaunclassified

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Conductancia Hidráulica en Patrones De Cítricos

Gamir¹

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RESUMENLa conductancia hidráulica determina la capacidad de transporte de agua afectando a las relaciones hídricas de la planta así como a la eficiencia de absorción de agua y nutrientes. Los patrones de cítricos difieren en su conductancia hidráulica debido a diferencias en la anatomía de los elementos vasculares o en la distribución del sistema radical pudiendo ser el principal factor que regula el desarrollo de los frutos y la respuesta de la planta a situaciones de estrés. Las relaciones hídricas pueden verse alteradas por estreses abióticos como el déficit hídrico, la salinidad o la asfixia radical. Recientes estudios realizados en especies no cítricas demuestran que las acuaporinas intervienen de manera importante en las relaciones hídricas de la planta y que los estímulos ambientales pueden regular su expresión. Ésta, a su vez, puede estar regulada por el pH citosólico.Por tanto, el principal objetivo de la presente tesis fue estudiar la conductancia hidráulica de los patrones de cítricos, determinando su influencia en la transpiración, los factores que la regulan y su papel en la respuesta de la planta a las situaciones de estrés abiótico.En los ensayos realizados, se utilizaron distintos patrones injertados y sin injertar. Se observaron diferencias en la capacidad de absorción de agua de los diferentes patrones, la cual tuvo una marcada influencia en el proceso de transpiración de la planta. La conductancia hidráulica se relacionó tanto con la expresión de acuaporinas como con la anatomía del xilema. Por otra parte, en condiciones de estrés hídrico se demostró que las características hidráulicas del patrón pueden determinar el grado de tolerancia de la planta a este estrés. Al someter las plantas a estrés salino se observó que la diferencia en la expresión de acuaporinas entre genotipos de cítricos afecta a la exclusión de cloruro de las hojas, determinando así su tolerancia a la salinidad. Por último, en condiciones de asfixia radical se demostró que la acidosis inducida por este estrés inhibe la expresión de las acuaporinas causando una reducción de la conductancia hidráulica que provoca el cierre estomático. RESUMLa conductància hidràulica determina la capacitat de transport d'aigua afectant a les relacions hídriques de la planta així com l'eficiència d'absorció d'aigua i nutrients. Els patrons de cítrics difereixen en la seua conductància hidràulica a causa de diferències en l'anatomia dels elements vasculars o en la distribució del sistema radical podent ser el principal factor que regula el desenvolupament dels fruits i la resposta de la planta a situacions de estrès. Les relacions hídriques es poden vore alterades per estressos abiòtics com el dèficit hídric, la salinitat o l'asfíxia radical. Recents estudis realitzats en espècies no cítriques demostren que les aquaporines intervenen de manera important en les relacions hídriques de la planta i que els estímuls ambientals poden regular la seua expressió. Aquesta, al seu torn, pot estar regulada pel pH del citosol.Per tant, el principal objectiu ...

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Regulating Root Aquaporin Function in Response to Changes in Salinity

McGaughey

Qiu

Tyerman

et al. 2018

Annual Plant Reviews Online

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Rapid changes in soil salinity present plants with an osmotic stress. If the concentration of salt in the soil water is too high then water may flow from the plant roots back into the soil. As part of an adaptive response, the regulation of proteins associated with water transport, such as aquaporins, is altered. The change in regulation of aquaporins in roots in response to salt treatments occurs at transcriptional and post‐translational levels. Cell specific changes in aquaporin transcript levels, protein abundance, subcellular localisation, protein phosphorylation, and protein:protein interactions have been observed. It has recently been revealed that a subset of plant aquaporins can function both as water and as ion channels. Both Arabidopsis PIP2;1 and PIP2;2 function as water and ion channels in heterologous systems. AtPIP2;1 and AtPIP2;2 ionic conductance was carried by sodium (Na + ), indicating that a subset of plant PIP2s could have a role in Na + transport in plants. We show quantitatively how AtPIP2;1 may account for the calcium (Ca 2+ ) and pH sensitive Arabidopsis root non‐selective cation channel. Salt treatments are known to result in a change in AtPIP2;1 phosphorylation, and in Arabidopsis roots this is associated with internalisation of AtPIP2;1 into pre‐vacuolar compartments. Here we review how the regulation of aquaporins, in particular PIP2s, changes in root tissues in response to salt treatments.

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Influence of saline stress on root hydraulic conductance and PIP expression inArabidopsis

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