6. Aquaporins and plant development

6. Aquaporins and plant development
Seeds play a crucial role in the reproductive cycle and dissemination
of higher plants. Most seeds are highly desiccated organs, and extensive
and well-defined water exchanges are associated with seed maturation
and germination, the latter process including seed imbibition and
subsequent embryo growth [104]. A fine regulation of aquaporin
expression during these processes has been described in many species,
including ice plant and Brassica napus [105,106]. In particular, TIP3s of
all plant species examined show seed-specific expression and their
abundance markedly decreased during germination [107–110]. TIP3
expression may accompany the massive deposition of storage proteins,
oligosaccharides and phytins in protein storage vacuoles during late
seed development [111]. In Arabidopsis and pea, mercury derivatives
reduced the rate of seed germination and seed imbibition, respectively
[110,112], suggesting a role of aquaporins in these processes. To date,
clear genetic evidence for a role of aquaporins in seed germination has
only been provided in rice using transgenic plants with loss- and gainof-
function of OsPIP1;3. Gene expression studies further indicated that
this aquaporin may mediate the effects of NO on seed germination
[113].
A strong link between aquaporin expression, cell expansion and
plant growth has emerged in recent years. For instance, the expression
pattern of the AtTIP1;1 promoter in Arabidopsis is correlated with
cell enlargement in roots, hypocotyls, leaves and flower stems [114],
and AtTIP1;1 expression was induced by the growth-promoting phytohormone gibberellic acid (GA3) [115]. AtTIP1;1 may be involved in
the exchange of water and solutes across the tonoplast, during the formation
of the large central vacuoles of mature cells. Numerous studies
using transgenic plants also point to a positive role of aquaporins in
plant growth. For instance, over-expression of Arabidopsis AtPIP1;2 in
tobacco and of Panax ginseng PgTIP1 in Arabidopsis significantly increased
plant growth [116,117]. Whereas these results may suggest
that growth was hydraulically limited in these materials, we cannot exclude
that altered aquaporin expression resulted in stomatal deregulation
or enhanced mesophyll conductance to CO2, thereby promoting
carbon fixation and plant growth. In line with the former hypothesis,
the transgenic tobacco plants overexpressing AtPIP1;2 showed enhanced
leaf dehydration under drought stress conditions [117].
A recent work on the role of PIPs during lateral root emergence [48]
provides a more complete dissection of the role of aquaporins in plant
tissue growth. The hormone auxin, which orchestrates root growth
and development, was found to dramatically down-regulate the transcription
of nearly all of PIP and TIP genes in the Arabidopsis root, thereby
providing a fine control of aquaporin expression at the sites of lateral
root emergence. The hormone also inhibited water transport at the
cell and whole root levels. Aquaporin mutant analysis allowed demonstrating
the role of several aquaporin isoforms in facilitating root
emergence. A mathematical model was elaborated showing how aquaporin
regulation favors water influx into the root primordium, which
thereby forces its way through the surrounding layers of cells in
the main root [48]. Thus, plant roots appear to use auxin to regulate
aquaporins and therefore fine-tune water flow to speed up lateral root
emergence.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

6. aquaporins และการพัฒนาพืชเมล็ดพันธุ์พืชที่มีบทบาทสำคัญในวงจรการสืบพันธุ์และการเผยแพร่ของพืชที่สูงขึ้น เมล็ดส่วนใหญ่จะเป็นอวัยวะผึ่งให้แห้งมากและกว้างขวางและมีกำหนดแลกเปลี่ยนน้ำที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของเมล็ดและการงอกของกระบวนการหลังรวมทั้งดูดเมล็ดพันธุ์และการเจริญเติบโตของตัวอ่อนที่ตามมา[104] ระเบียบที่ดีของ aquaporin แสดงออกในระหว่างกระบวนการเหล่านี้ได้รับการอธิบายในหลายชนิดรวมทั้งโรงงานน้ำแข็งและ Brassica napus [105,106] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง TIP3s ของพันธุ์พืชตรวจสอบทุกการแสดงแสดงออกเมล็ดพันธุ์เฉพาะของพวกเขาและความอุดมสมบูรณ์อย่างเห็นได้ชัดลดลงในระหว่างการงอก[107-110] Tip3 แสดงออกอาจมาพร้อมกับการสะสมของโปรตีนขนาดใหญ่จัดเก็บoligosaccharides และ phytins ในการจัดเก็บโปรตีนแวคิวโอลในช่วงปลายการพัฒนาเมล็ดพันธุ์[111] ใน Arabidopsis และถั่วอนุพันธ์ปรอทลดอัตราการงอกของเมล็ดและดูดเมล็ดพันธุ์ตามลำดับ[110112] แนะนำบทบาทของ aquaporins ในกระบวนการเหล่านี้ ในวันที่มีหลักฐานทางพันธุกรรมที่ชัดเจนสำหรับบทบาทของ aquaporins ในการงอกของเมล็ดได้รับการจัดให้อยู่ในข้าวโดยใช้พืชดัดแปรพันธุกรรมกับloss- gainof- และฟังก์ชั่นของOsPIP1 3 การศึกษาการแสดงออกของยีนต่อไปชี้ให้เห็นว่าaquaporin นี้อาจเป็นสื่อกลางในผลกระทบของการไม่ต่อการงอกของเมล็ดพันธุ์[113]. การเชื่อมโยงที่แข็งแกร่งระหว่างการแสดงออก aquaporin การขยายตัวของเซลล์และการเจริญเติบโตของพืชได้เกิดในปีที่ผ่านมา ยกตัวอย่างเช่นการแสดงออกรูปแบบของ AtTIP1 1 ผู้ก่อการใน Arabidopsis มีความสัมพันธ์กับการขยายตัวของเซลล์ในรากhypocotyls ใบและลำต้นดอกไม้ [114] และ AtTIP1 1 แสดงออกที่เกิดจากการเจริญเติบโตของการส่งเสริม phytohormone กรด Gibberellic (GA3) [115] AtTIP1 1 อาจจะมีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนของน้ำและสารทั่วtonoplast ในระหว่างการก่อตัวของvacuoles กลางขนาดใหญ่ของเซลล์ผู้ใหญ่ การศึกษาจำนวนมากใช้พืชดัดแปรพันธุกรรมยังชี้ไปที่บทบาทในเชิงบวกของ aquaporins ในการเจริญเติบโตของพืช ยกตัวอย่างเช่นกว่าแสดงออก AtPIP1 Arabidopsis 2 ในยาสูบและPgTIP1 โสม Panax ใน Arabidopsis เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเจริญเติบโตของพืช[116,117] ในขณะที่ผลการเหล่านี้อาจชี้ให้เห็นการเจริญเติบโตที่ถูก จำกัด ฟูในวัสดุเหล่านี้เราไม่สามารถแยกการแสดงออกaquaporin ที่เปลี่ยนแปลงมีผลในการลดการควบคุมปากใบหรือเพิ่มขึ้นเพื่อเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าmesophyll CO2 จึงส่งเสริมการตรึงคาร์บอนและเจริญเติบโตของพืช สอดคล้องกับสมมติฐานอดีตพืชยาสูบพันธุ์ overexpressing AtPIP1 2 แสดงให้เห็นเพิ่มขึ้น. การคายน้ำใบภายใต้เงื่อนไขความเครียดภัยแล้ง [117] งานที่ผ่านมาในบทบาทของ PIPs ในระหว่างการเกิดรากด้านข้าง [48] ให้ผ่าที่สมบูรณ์มากขึ้นของบทบาท ของ aquaporins ในโรงงานเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อ ฮอร์โมนออกซินซึ่ง orchestrates เจริญเติบโตของรากและการพัฒนาพบว่าอย่างมากลงควบคุมการถอดความเกือบทั้งหมดของPIP และยีนเคล็ดลับในราก Arabidopsis ซึ่งจะช่วยให้การควบคุมที่ดีในการแสดงออกaquaporin ที่เว็บไซต์ของด้านข้างเกิดราก ฮอร์โมนยังยับยั้งการขนส่งทางน้ำที่เซลล์และระดับรากทั้ง การวิเคราะห์การกลายพันธุ์ aquaporin ได้รับอนุญาตให้แสดงให้เห็นถึงบทบาทของไอโซฟอร์มหลายaquaporin ในการอำนวยความสะดวกรากเกิดขึ้น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าเนื้อหา aquaporin ระเบียบไหลบ่าเข้ามาช่วยน้ำเข้าไปใน primordium รากซึ่งจะช่วยกองกำลังทางผ่านชั้นโดยรอบของเซลล์ในรากหลัก[48] ดังนั้นรากพืชปรากฏออกซินที่จะใช้ในการควบคุมaquaporins จึงไหลของน้ำปรับแต่งเพื่อเพิ่มความเร็วในรากด้านข้างเกิดขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

My leg hurts.My leg hurts.My leg hurts.My leg hurts.My leg hurts.My leg hurts.My leg hurts.My leg hurts.My leg hurts.My leg hurts.