Published March 14, 2022
| Version v1
Publication
Open
Apoplastic class III peroxidases PRX62 and PRX69 promote Arabidopsis root hair growth at low temperature
Creators
-
Javier Martínez Pacheco1
- Philippe Ranocha
- Luciana Kasulin1
-
Corina M. Fusari2
-
Lucas Servi
-
Ariel A. Aptekmann3
-
Victoria Berdion Gabarain1
-
Juan Manuel Peralta1
-
Cecilia Borassi1
-
Eliana Marzol1
-
Diana Rosa Rodríguez Garcia1
-
Yossmayer del Carmen Rondón Guerrero1
-
Mariana Carignani Sardoy1
-
Lucía Ferrero4
-
Javier F. Botto5
-
Claudio Meneses
-
Federico Ariel4
-
Alejandro D. Nadra3
-
Ezequiel Petrillo
-
Christophe Dunand
-
José M. Estevez1, 6
- 1. Fundación Instituto Leloir
- 2. National University of Rosario
- 3. University of Buenos Aires
- 4. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral
- 5. Agricultural Plant Physiology and Ecology Research Institute
- 6. Millennium Institute for Integrative Biology
Description
Root Hairs (RHs) growth is influenced by endogenous and by external environmental signals that coordinately regulate its final cell size. We have recently determined that RH growth was unexpectedly boosted when Arabidopsis thaliana seedlings are cultivated at low temperatures. It was proposed that RH growth plasticity in response to low temperature was linked to a reduced nutrient availability in the media. Here, we explore the molecular basis of this RH growth response by using a Genome Wide Association Study (GWAS) approach using Arabidopsis thaliana natural accessions. We identify the poorly characterized PEROXIDASE 62 (PRX62) and a related protein PRX69 as key proteins under moderate low temperature stress. Strikingly, a cell wall protein extensin (EXT) reporter reveals the effect of peroxidase activity on EXT cell wall association at 10 °C in the RH apical zone. Collectively, our results indicate that PRX62, and to a lesser extent PRX69, are key apoplastic PRXs that modulate ROS-homeostasis and cell wall EXT-insolubilization linked to RH elongation at low temperature.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يتأثر نمو الشعر الجذر (RHs) بالإشارات البيئية الداخلية والخارجية التي تنظم حجم الخلية النهائي بشكل منسق. لقد قررنا مؤخرًا أن نمو الصحة الإنجابية قد تعزز بشكل غير متوقع عندما تزرع شتلات ثاليانا أرابيدوبسيس في درجات حرارة منخفضة. واقتُرح أن تكون مرونة نمو الصحة الإنجابية استجابة لدرجات الحرارة المنخفضة مرتبطة بانخفاض توافر المغذيات في الوسائط. هنا، نستكشف الأساس الجزيئي لاستجابة نمو الصحة الإنجابية هذه باستخدام نهج دراسة الجينوم على نطاق واسع (GWAS) باستخدام الإضافات الطبيعية لـ Arabidopsis thaliana. نحدد البيروكسيداز 62 (PRX62) ضعيف التمييز والبروتين المرتبط به PRX69 كبروتينات رئيسية تحت ضغط معتدل في درجة الحرارة المنخفضة. ومن اللافت للنظر أن مراسل بروتين جدار الخلية (EXT) يكشف عن تأثير نشاط البيروكسيداز على ارتباط جدار الخلية الخارجية عند 10 درجات مئوية في المنطقة القمية اليمنى. بشكل جماعي، تشير نتائجنا إلى أن PRX62، وبدرجة أقل PRX69، هي PRXs الرئيسية التي تعدل استتباب ROS والجدار الخلوي الخارجي المرتبط باستطالة RH عند درجة حرارة منخفضة.Translated Description (French)
La croissance des poils radiculaires (HR) est influencée par des signaux environnementaux endogènes et externes qui régulent de manière coordonnée sa taille cellulaire finale. Nous avons récemment déterminé que la croissance de l'HR était stimulée de manière inattendue lorsque les semis d'Arabidopsis thaliana sont cultivés à basse température. Il a été proposé que la plasticité de la croissance de l'HR en réponse à une basse température était liée à une disponibilité réduite des nutriments dans les milieux. Ici, nous explorons la base moléculaire de cette réponse à la croissance de l'HR en utilisant une approche de Genome Wide Association Study (GWAS) utilisant des accessions naturelles d'Arabidopsis thaliana. Nous identifions la PEROXYDASE 62 (PRX62) mal caractérisée et une protéine apparentée PRX69 comme des protéines clés sous un stress modéré à basse température. Étonnamment, un rapporteur de la protéine de paroi cellulaire extensine (EXT) révèle l'effet de l'activité de la peroxydase sur l'association de la paroi cellulaire EXT à 10 °C dans la zone apicale RH. Collectivement, nos résultats indiquent que PRX62, et dans une moindre mesure PRX69, sont des PRX apoplastiques clés qui modulent l'homéostasie ROS et l'EXT-insolubilisation de la paroi cellulaire liée à l'élongation RH à basse température.Translated Description (Spanish)
El crecimiento de los pelos de la raíz (RH) está influenciado por señales ambientales endógenas y externas que regulan coordinadamente su tamaño final de la célula. Recientemente hemos determinado que el crecimiento de RH se vio impulsado inesperadamente cuando las plántulas de Arabidopsis thaliana se cultivan a bajas temperaturas. Se propuso que la plasticidad del crecimiento de HR en respuesta a la baja temperatura estaba vinculada a una menor disponibilidad de nutrientes en los medios. Aquí, exploramos la base molecular de esta respuesta de crecimiento de RH mediante el uso de un enfoque de Estudio de Asociación de Genoma Amplio (GWAS) utilizando accesiones naturales de Arabidopsis thaliana. Identificamos la PEROXIDASA 62 mal caracterizada (PRX62) y una proteína relacionada PRX69 como proteínas clave bajo estrés moderado a baja temperatura. Sorprendentemente, un indicador de extensina (EXT) de la proteína de la pared celular revela el efecto de la actividad de la peroxidasa en la asociación de la pared celular EXT a 10 °C en la zona apical RH. En conjunto, nuestros resultados indican que PRX62, y en menor medida PRX69, son PRX apoplásicos clave que modulan la homeostasis de ROS y la insolubilización EXT de la pared celular relacionada con el alargamiento de RH a baja temperatura.Files
s41467-022-28833-4.pdf.pdf
Files
(3.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1e4b1f4b0bc7d5fde4721109288bc323
|
3.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يعزز بيروكسيداز اللدائن من الفئة الثالثة PRX62 و PRX69 نمو شعر جذر الأرابيدوبسيس عند درجة حرارة منخفضة
- Translated title (French)
- Les peroxydases apoplastiques de classe III PRX62 et PRX69 favorisent la croissance des poils des racines d'Arabidopsis à basse température
- Translated title (Spanish)
- Las peroxidasas apoplásicas de clase III PRX62 y PRX69 promueven el crecimiento del vello de la raíz de Arabidopsis a baja temperatura
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4220666509
- DOI
- 10.1038/s41467-022-28833-4
References
- https://openalex.org/W1596515083
- https://openalex.org/W1814931954
- https://openalex.org/W1842924979
- https://openalex.org/W1978514550
- https://openalex.org/W1978915732
- https://openalex.org/W1983150904
- https://openalex.org/W1984158875
- https://openalex.org/W1989778663
- https://openalex.org/W1992058985
- https://openalex.org/W1998053175
- https://openalex.org/W1998458733
- https://openalex.org/W2009717585
- https://openalex.org/W2021177400
- https://openalex.org/W2030444684
- https://openalex.org/W2042158497
- https://openalex.org/W2047357779
- https://openalex.org/W2051251716
- https://openalex.org/W2060687391
- https://openalex.org/W2062041233
- https://openalex.org/W2065283382
- https://openalex.org/W2066490330
- https://openalex.org/W2069263557
- https://openalex.org/W2071479413
- https://openalex.org/W2077815318
- https://openalex.org/W2088486634
- https://openalex.org/W2099249565
- https://openalex.org/W2101612246
- https://openalex.org/W2104717134
- https://openalex.org/W2104955343
- https://openalex.org/W2105571215
- https://openalex.org/W2106082466
- https://openalex.org/W2108244474
- https://openalex.org/W2108975135
- https://openalex.org/W2110896851
- https://openalex.org/W2127684760
- https://openalex.org/W2134967712
- https://openalex.org/W2137526110
- https://openalex.org/W2139031797
- https://openalex.org/W2141916112
- https://openalex.org/W2146207514
- https://openalex.org/W2146512944
- https://openalex.org/W2147673950
- https://openalex.org/W2156631105
- https://openalex.org/W2158317619
- https://openalex.org/W2167876346
- https://openalex.org/W2221947135
- https://openalex.org/W2279824931
- https://openalex.org/W2291325526
- https://openalex.org/W2337773938
- https://openalex.org/W2419162652
- https://openalex.org/W2472226136
- https://openalex.org/W2506551044
- https://openalex.org/W2513059771
- https://openalex.org/W2542584282
- https://openalex.org/W2574787277
- https://openalex.org/W2592811885
- https://openalex.org/W2605929552
- https://openalex.org/W2746949165
- https://openalex.org/W2751583588
- https://openalex.org/W2775352107
- https://openalex.org/W2775954503
- https://openalex.org/W2777639606
- https://openalex.org/W2780683716
- https://openalex.org/W2790549961
- https://openalex.org/W2791532875
- https://openalex.org/W2800111275
- https://openalex.org/W2886289618
- https://openalex.org/W2903714994
- https://openalex.org/W2912513382
- https://openalex.org/W2916087356
- https://openalex.org/W2940690307
- https://openalex.org/W2949725383
- https://openalex.org/W2951238635
- https://openalex.org/W2951496432
- https://openalex.org/W3002846273
- https://openalex.org/W3006282183
- https://openalex.org/W3021108912
- https://openalex.org/W3031065275
- https://openalex.org/W3036042887
- https://openalex.org/W3103253695
- https://openalex.org/W3113761085
- https://openalex.org/W3127257492
- https://openalex.org/W3135240906
- https://openalex.org/W3156458251
- https://openalex.org/W3158509249
- https://openalex.org/W4232909036