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Disruption of AtHAK / KT / KUP9 enhances plant cesium accumulation under low potassium supply

Authors :
Ludovic Martin
Satomi Kanno
Nathalie Leonhardt
Loic Carasco
Virginie Camilleri
Serge Chiarenza
Pascale Henner
Laure Genies
Alain Vavasseur
Signalisation de l'Adaptation des Végétaux à l'Environnement (SAVE)
Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'études et de modélisations des systèmes (LEMS)
CEA Cadarache
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
IRSN/PSE-ENV/SRTE/LR2T
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)
DRF/BIAM/SAVE
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives (CEA)
PSE-ENV/SRTE/LR2T
PSE-ENV/SRTE/LECO
UMR 7265 CNRS/ CEA/ Aix-Marseille UniversitéBiosciences and Biotechnologies Institute (BIAM) (CEA-BIAM)
Laboratoire de recherche sur les transferts des radionucléides dans les écosystèmes terrestres (IRSN/PSE-ENV/SRTE/LR2T)
Service de recherche sur les transferts et les effets des radionucléides sur les écosystèmes (IRSN/PSE-ENV/SRTE)
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)-Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)
Plant Environmental Physiology and Stress Signaling (PEPSS)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Laboratoire d'écotoxicologie des radionucléides (IRSN/PSE-ENV/SRTE/LECO)
Source :
Physiologia Plantarum, Physiologia Plantarum, Wiley, 2021, 173 (3), pp.1230-1243. ⟨10.1111/ppl.13518⟩, Physiologia Plantarum, 2021, 173 (3), pp.1230-1243. ⟨10.1111/ppl.13518⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

Understanding molecular mechanisms which underlie transport of cesium (Cs+) in plants is important to limit entry of its radioisotopes from contaminated area to the food chain. The potentially toxic element Cs+, which is not involved in any biological process, is chemically closed to the macronutrient potassium (K+). Among the multiple K+ carriers, the high-affinity K+ transporters family HAK/KT/KUP is thought to be relevant in mediating opportunistic Cs+ transport. On the 13 KUP identified in Arabidopsis thaliana, only HAK5, the major contributor to root K+ acquisition under low K+ supply, has been functionally demonstrated to be involved in Cs+ uptake in planta. In the present study, we showed that accumulation of Cs+ increased by up to 30% in two A. thaliana mutant lines lacking KUP9 and grown under low K+ supply. Since further experiments revealed that Cs+ release from contaminated plants to the external medium is proportionally lower in the two kup9 mutants, we proposed that KUP9 disruption could impair Cs+ efflux. By contrast, we did not measure significant impairment of K+ status in kup9 mutants suggesting that KUP9 disruption does not alter substantially K+ transport in experimental conditions used here. Putative primary role of KUP9 in plants is further discussed.

Details

Language :
English
ISSN :
00319317 and 13993054
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physiologia Plantarum, Physiologia Plantarum, Wiley, 2021, 173 (3), pp.1230-1243. ⟨10.1111/ppl.13518⟩, Physiologia Plantarum, 2021, 173 (3), pp.1230-1243. ⟨10.1111/ppl.13518⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....bb603a750f2998021b095c31f6476705
Full Text :
https://doi.org/10.1111/ppl.13518⟩