Oscillating Aquaporin Phosphorylation and 14-3-3 Proteins Mediate the Circadian Regulation of Leaf Hydraulics

Autor: Guowei Li, Colette Tournaire-Roux, Véronique Santoni, Ning Tang, Valérie Cotelle, Jorge Bellati, Christophe Maurel, Alexandre Martinière, Karine Prado
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), Equipe Aquaporines (AQUA), 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)-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), Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, 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), Signalisation Cellulaire et Ubiquitination, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: The Plant cell
The Plant cell, American Society of Plant Biologists (ASPB), 2019, 31 (2), pp.417-429. ⟨10.1105/tpc.18.00804⟩
ISSN: 1532-298X
1040-4651
Popis: The circadian clock regulates plant tissue hydraulics to synchronize water supply with environmental cycles and thereby optimize growth. The circadian fluctuations in aquaporin transcript abundance suggest that aquaporin water channels play a role in these processes. Here, we show that hydraulic conductivity (K(ros)) of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) rosettes displays a genuine circadian rhythmicity with a peak around midday. Combined immunological and proteomic approaches revealed that phosphorylation at two C-terminal sites (Ser280, Ser283) of PLASMA MEMBRANE INTRINSIC PROTEIN 2;1 (AtPIP2;1), a major plasma membrane aquaporin in rosettes, shows circadian oscillations and is correlated with K(ros). Transgenic expression of phosphodeficient and phosphomimetic forms of this aquaporin indicated that AtPIP2;1 phosphorylation is necessary but not sufficient for K(ros) regulation. We investigated the supporting role of 14-3-3 proteins, which are known to interact with and regulate phosphorylated proteins. Individual knockout plants for five 14-3-3 protein isoforms expressed in rosettes lacked circadian activation of K(ros). Two of these [GRF4 (14-3-3Phi); GRF10 (14-3-3Epsilon)] showed direct interactions with AtPIP2;1 in the plant and upon coexpression in Xenopus laevis oocytes and activated AtPIP2;1, preferentially when the latter was phosphorylated at its two C-terminal sites. We propose that this regulatory mechanism assists in the activation of phosphorylated AtPIP2;1 during circadian regulation of K(ros).
Databáze: OpenAIRE