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Developmental Cell:不同程度盐胁迫耐受性的钙离子信号开关

已有 1921 次阅读 2022-8-26 23:30 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

A Ca2+-sensor switch for tolerance to elevated salt stress in Arabidopsis

第一作者Leonie Steinhorst

第一单位德国明斯特大学

通讯作者Jörg Kudla


 Abstract 

背景回顾Excessive Na+ in soils inhibits plant growth. 


主要发现Here, we report that Na+ stress triggers primary calcium signals specifically in a cell group within the root differentiation zone, thus forming a “sodium-sensing niche” in Arabidopsis. 


结果1-钙离子信号的剂量效应The amplitude of this primary calcium signal and the speed of the resulting Ca2+ wave dose-dependently increase with rising Na+ concentrations, thus providing quantitative information about the stress intensity encountered. 


结果2-不同盐胁迫下的钙离子感知We also delineate a Ca2+-sensing mechanism that measures the stress intensity in order to mount appropriate salt detoxification responses. This is mediated by a Ca2+-sensor-switch mechanism, in which the sensors SOS3/CBL4 and CBL8 are activated by distinct Ca2+-signal amplitudes. 


结果3-基础模块和增强模块Although the SOS3/CBL4-SOS2/CIPK24-SOS1 axis confers basal salt tolerance, the CBL8-SOS2/CIPK24-SOS1 module becomes additionally activated only in response to severe salt stress. 


结论Thus, Ca2+-mediated translation of Na+ stress intensity into SOS1 Na+/H+ antiporter activity facilitates fine tuning of the sodium extrusion capacity for optimized salt-stress tolerance.


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 摘 要 

土壤中过多的钠离子会抑制植物的生长。本文中,作者发现钠离子胁迫会诱导拟南芥根分生区中一类细胞的特异性初级钙离子信号,从而形成一个“钠感应微环境”。初级钙离子信号的幅度和钙离子波的扩散速度随着钠离子浓度的增加而增强,从而对所遭遇的胁迫强度进行定量感知。作者还揭示了一个测量胁迫强度的钙离子感知机制,从而启动适当的盐解毒响应。该过程是由一个钙离子感知开关机制所介导的,其中感应器SOS3/CBL4和CBL8受到不同的钙离子信号幅度所激活。尽管SOS3/CBL4-SOS2/CIPK24-SOS1赋予基础的盐胁迫耐受性,CBL8-SOS2/CIPK24-SOS1模块仅在响应严重盐胁迫时被额外激活。因此,钙离子介导的钠离子胁迫强度转化成SOS1钠离子/氢离子逆转运体活性,促进钠排出能力的精细调控,从而最优化盐胁迫耐受性。




图片 Jörg Kudla 图片


个人简介:

1984-1986年,马丁·路德大学,学士;

1988-1989年,马丁·路德大学,硕士;

1989-1992年,马丁·路德大学,博士;

1993-1994年,弗莱堡大学,科研助理;

1994-1997年,加州大学伯克利分校,博后;

1997-2003年,乌尔姆大学,Group leader;

2003-2011年,明斯特大学,教授(C3);

2011年-至今,明斯特大学,教授(W3)。


研究方向:植物分子遗传学和细胞生物学。


doi: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2022.08.001


Journal: Developmental Cell

Published date: August 24, 2022




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