7. Aquaporins and response to abiotic stresses
7.1. Plants under multiple environmental stresses
Maintaining their water balance under adverse conditions is a
formidable challenge for land plants. Under dry air, windy and/or high
temperature conditions, for instance, the evaporative demand is markedly
increased. Depending on plant species and physiological contexts
(e.g. availability or deficit of water in the soil), transpiration can either
be restricted through stomatal closure or maintained to favor CO2 uptake
and lower leaf temperature. In the latter case, the hydraulics of
roots and leaves should not be non-limiting to prevent plant dehydration.
This example illustrates howplant water transport has to constantly
adapt to a variable environment and various kinds of abiotic stresses.
Thus, one major objective of current research is to identify the signaling
mechanisms that govern the regulation of aquaporin expression and
activity in plants under stresses. Several types of signaling molecules
involved are shown in Fig. 2 and discussed below.
7.2. Plant hormones
Plant hormones are important signaling molecules that play
numerous vital roles in controlling plant hydraulics and growth under
both favorable and stressful conditions. The drought-induced hormone
ABA not only induces stomatal closure, but also regulates plant aquaporin
function in the whole plant. Treatment of plants with exogenous
ABA [118–121], and the characterization of ABA-deficient and
overproducing plants [122,123] have revealed positive effects of ABA
on Lpr. By contrast, ABA reduced the leaf hydraulic conductance in
Arabidopsis, by down-regulating aquaporins in bundle sheath cells
[47], with consistent reducing effects on phosphorylation of several
PIP2s in Arabidopsis plantlets [124]. Hose et al. [125] were among the
first to report that auxin (IAA) reduces the hydraulic conductivity of
root cortical cells. Recent studies in Arabidopsis indicated that IAA acts
through an Auxin Response Factor 7 (ARF7)-dependent path to inhibit
the expression of most PIPs at both transcriptional and translational
levels [48]. ARF7 was previously identified as one of the major transcription factors involved in auxin-regulated hypocotyls growth
and lateral root development. Salicylic acid, a hormone induced by
pathogen attack and abiotic stresses, acts similar to salt and downregulates
PIP aquaporins and Lpr by a ROS-mediated mechanism
[73,126]. Other growth-promoting hormones such as GA3 and
brassinolides also regulate aquaporin expression [127,128], but by as
yet unknown mechanisms.
7. Aquaporins และตอบสนองต่อความเครียด abiotic7.1. พืชภายใต้ความเครียดสิ่งแวดล้อมหลายรักษาสมดุลของน้ำภายใต้เงื่อนไขร้ายเป็นการความท้าทายที่น่ากลัวสำหรับพืชบก ภายใต้อากาศแห้ง วินดี้ หรือสูงเงื่อนไขอุณหภูมิ เช่น ความต้องการทำลมได้อย่างเด่นชัดเพิ่มขึ้น ขึ้นอยู่กับชนิดพืชและสรีรวิทยาบริบท(เช่นความพร้อมใช้งานหรือขาดดุลของน้ำในดิน), transpiration อาจจำกัดผ่านปิด stomatal หรือรักษาโปรดดูดซับ CO2และลดอุณหภูมิของใบ ในกรณีหลัง ระบบไฮดรอลิกส์ของรากและใบจะไม่ได้ไม่ใช่จำกัดเพื่อป้องกันการคายน้ำของพืชตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงน้ำ howplant ขนส่งได้ตลอดเวลาปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่ผันแปรและ abiotic เครียดชนิดต่าง ๆดังนั้น จะระบุสัญญาณหนึ่งวัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยปัจจุบันกลไกที่ควบคุมกฎระเบียบของนิพจน์อาควอพอริน และกิจกรรมในโรงงานภายใต้ความเครียด สัญญาณโมเลกุลหลายชนิดเกี่ยวข้องกับแสดงใน Fig. 2 และอธิบายไว้ด้านล่าง7.2 ฮอร์โมนพืชฮอร์โมนพืชมีความสำคัญต่อสัญญาณโมเลกุลที่เล่นบทบาทที่สำคัญมากมายในการควบคุมโรงงานไฮดรอลิกและเติบโตสภาพดี ทั้งเครียด ฮอร์โมนทำให้เกิดภัยแล้งABA ไม่เพียงก่อให้เกิดการปิด stomatal แต่ยัง กำหนดพืชอาควอพอรินฟังก์ชันในโรงงานทั้งหมด รักษาพืชด้วยบ่อยABA [118-121], และสมบัติของ ABA ไม่ และมีการเปิดเผยผลบวกของ ABA พืช overproducing [122,123]บน Lpr โดยคมชัด ABA ลดต้านทานใบไฮดรอลิกในArabidopsis โดย aquaporins ควบคุมลงในเซลล์กลุ่ม sheath[47], มีความสอดคล้องกันลดผล phosphorylation ของหลายPIP2s ใน Arabidopsis plantlets [124] ท่อ et al. [125] อยู่ระหว่างการก่อน รายงานว่าออกซิน (IAA) ลดนำไฮดรอลิกของรากเซลล์เนื้อแน่น การศึกษาล่าสุดใน Arabidopsis ระบุว่า IAA ทำหน้าที่โดยการออกซินและตอบสนองปัจจัย 7 (ARF7) -เส้นทางขึ้นไปขัดขวางนิพจน์ของ PIPs สุด transcriptional และ translationalระดับ [48] ARF7 ที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญ transcription ที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของ hypocotyls ควบคุมออกซินและด้านข้างพัฒนาราก กรดซาลิไซลิ ฮอร์โมนที่เกิดจากการศึกษาโจมตี และ abiotic เครียด ทำหน้าที่คล้ายกับเกลือ และ downregulatesAquaporins ปีบและ Lpr โดยกลไก ROS mediated[73,126] ฮอร์โมนอื่น ๆ ส่งเสริมการเจริญเติบโตเช่น GA3 และbrassinolides ยังควบคุมอาควอพอรินนิพจน์ [127,128], แต่โดยเป็นยังไม่ทราบกลไก
การแปล กรุณารอสักครู่..
