Systemic Signaling of the Plant Nitrogen Status Triggers Specific Transcriptome Responses Depending on the Nitrogen Source in Medicago truncatula

Autor: Marc Lepetit, Michael K. Udvardi, Christophe Salon, Marie Laure Martin-Magniette, Klementina Kakar, Alain Gojon, Jérôme Gouzy, Margaretha J. van der Merwe, Sandra Freixes, Sandrine Ruffel, Christian Jeudy, Pascal Tillard, Alisdair R. Fernie, Sandrine Balzergue
Přispěvatelé: Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génétique et Ecophysiologie des Légumineuses à Graines (UMRLEG) (UMR 102), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Etablissement National d'Enseignement Supérieur Agronomique de Dijon (ENESAD)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Unité de recherche en génomique végétale (URGV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Mathématiques et Informatique Appliquées (MIA-Paris), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP), Max-Planck-Gesellschaft, Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Etablissement National d'Enseignement Supérieur Agronomique de Dijon (ENESAD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Rok vydání: 2008
Předmět:
Zdroj: Plant Physiology
Plant Physiology, American Society of Plant Biologists, 2008, 146 (4), pp.2020-35. ⟨10.1104/pp.107.115667⟩
Plant Physiology, American Society of Plant Biologists, 2008, 146 (4), pp.2020-2035. ⟨10.1104/pp.107.115667⟩
Plant Physiology, 2008, 146 (4), pp.2020-2035. ⟨10.1104/pp.107.115667⟩
ISSN: 1532-2548
0032-0889
DOI: 10.1104/pp.107.115667
Popis: Legumes can acquire nitrogen (N) from NO3 −, NH4 +, and N2 (through symbiosis with Rhizobium bacteria); however, the mechanisms by which uptake and assimilation of these N forms are coordinately regulated to match the N demand of the plant are currently unknown. Here, we find by use of the split-root approach in Medicago truncatula plants that NO3 − uptake, NH4 + uptake, and N2 fixation are under general control by systemic signaling of plant N status. Indeed, irrespective of the nature of the N source, N acquisition by one side of the root system is repressed by high N supply to the other side. Transcriptome analysis facilitated the identification of over 3,000 genes that were regulated by systemic signaling of the plant N status. However, detailed scrutiny of the data revealed that the observation of differential gene expression was highly dependent on the N source. Localized N starvation results, in the unstarved roots of the same plant, in a strong compensatory up-regulation of NO3 − uptake but not of either NH4 + uptake or N2 fixation. This indicates that the three N acquisition pathways do not always respond similarly to a change in plant N status. When taken together, these data indicate that although systemic signals of N status control root N acquisition, the regulatory gene networks targeted by these signals, as well as the functional response of the N acquisition systems, are predominantly determined by the nature of the N source.
Databáze: OpenAIRE