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A Ca2+-sensor switch for tolerance to elevated salt stress in Arabidopsis.
Steinhorst, Leonie; He, Gefeng; Moore, Lena K; Schültke, Stefanie; Schmitz-Thom, Ina; Cao, Yibo; Hashimoto, Kenji; Andrés, Zaida; Piepenburg, Katrin; Ragel, Paula; Behera, Smrutisanjita; Almutairi, Bader O; Batistic, Oliver; Wyganowski, Thomas; Köster, Philipp; Edel, Kai H; Zhang, Chunxia; Krebs, Melanie; Jiang, Caifu; Guo, Yan; Quintero, Francisco J; Bock, Ralph; Kudla, Jörg.
Afiliación
  • Steinhorst L; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • He G; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Moore LK; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Schültke S; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Schmitz-Thom I; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Cao Y; State Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry (SKLPPB), College of Biological Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China.
  • Hashimoto K; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Andrés Z; Instituto de Biología Vegetal y Fotosíntesis, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, 41092 Seville, Spain.
  • Piepenburg K; Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie, 14476 Potsdam, Germany.
  • Ragel P; Instituto de Biología Vegetal y Fotosíntesis, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, 41092 Seville, Spain.
  • Behera S; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Almutairi BO; Department of Zoology, College of Science, King Saud University, Riyadh 11451, Kingdom of Saudi Arabia.
  • Batistic O; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Wyganowski T; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Köster P; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Edel KH; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Zhang C; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany.
  • Krebs M; Department of Plant Developmental Biology, Centre for Organismal Studies, Heidelberg University, 69120 Heidelberg, Germany.
  • Jiang C; State Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry (SKLPPB), College of Biological Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China.
  • Guo Y; State Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry (SKLPPB), College of Biological Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China.
  • Quintero FJ; Instituto de Biología Vegetal y Fotosíntesis, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, 41092 Seville, Spain.
  • Bock R; Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie, 14476 Potsdam, Germany.
  • Kudla J; Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster, Germany. Electronic address: jkudla@uni-muenster.de.
Dev Cell ; 57(17): 2081-2094.e7, 2022 09 12.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-36007523
ABSTRACT
Excessive Na+ in soils inhibits plant growth. 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. 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. 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. 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. 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.
Asunto(s)
Palabras clave

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Arabidopsis / Proteínas de Arabidopsis Idioma: En Revista: Dev Cell Asunto de la revista: EMBRIOLOGIA Año: 2022 Tipo del documento: Article País de afiliación: Alemania

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Arabidopsis / Proteínas de Arabidopsis Idioma: En Revista: Dev Cell Asunto de la revista: EMBRIOLOGIA Año: 2022 Tipo del documento: Article País de afiliación: Alemania