view in publisher's site

Regulation of potassium transport in plants under hostile conditions: implications for abiotic and biotic stress tolerance

Abstract Intracellular potassium homeostasis is a prerequisite for the optimal operation of plant metabolic machinery and plant's overall performance. It is controlled by K+ uptake, efflux and intracellular and long‐distance relocation, mediated by a large number of K+‐selective and non‐selective channels and transporters located at both plasma and vacuolar membranes. All abiotic and biotic stresses result in a significant disturbance to intracellular potassium homeostasis. In this work, we discuss molecular mechanisms and messengers mediating potassium transport and homeostasis focusing on four major environmental stresses: salinity, drought, flooding and biotic factors. We argue that cytosolic K+ content may be considered as one of the ‘master switches’ enabling plant transition from the normal metabolism to ‘hibernated state’ during first hours after the stress exposure and then to a recovery phase. We show that all these stresses trigger substantial disturbance to K+ homeostasis and provoke a feedback control on K+ channels and transporters expression and post‐translational regulation of their activity, optimizing K+ absorption and usage, and, at the extreme end, assisting the programmed cell death. We discuss specific modes of regulation of the activity of K+ channels and transporters by membrane voltage, intracellular Ca2+, reactive oxygen species, polyamines, phytohormones and gasotransmitters, and link this regulation with plant‐adaptive responses to hostile environments.

تنظیم انتقال پتاسیم در گیاهان تحت شرایط خصمانه: کاربرد برای تحمل به تنش‌های زیستی و غیرزیستی

چکیده هومئوستاز پتاسیم درون سلولی، پیش‌نیاز عملیات بهینه ماشین‌های متابولیک گیاهی و عملکرد کلی گیاهان است. این فرآیند با جذب K +، برون‌ریزی و جابجایی درون سلولی و راه دور کنترل می‌شود که با تعداد زیادی از کانال‌ها و انتقال‌دهنده‌های انتخابی و غیر انتخابی K + که هم در غشا پلاسما و هم در غشا واکوئل قرار دارند، میانجی گری می‌شود. تمام تنش‌های زنده و غیر زنده منجر به اختلال قابل‌توجهی در هومئوستازی پتاسیم درون سلولی می‌شود. در این کار، مکانیزم‌های مولکولی و پیام رسان‌های واسطه حمل و نقل پتاسیم و هومئوستاز را با تمرکز بر چهار تنش محیطی اصلی مورد بحث قرار می‌دهیم: شوری، خشکسالی، سیل و عوامل زیستی. ما استدلال می‌کنیم که محتوای سیتوزولی K + ممکن است به عنوان یکی از "کلیدهای اصلی" در نظر گرفته شود که انتقال گیاه را از متابولیسم نرمال به "حالت به خواب زمستانی رفته" در طول ساعات اول پس از قرار گرفتن در معرض تنش و سپس به یک فاز بازیابی ممکن می‌سازد. ما نشان می‌دهیم که همه این تنش‌ها باعث اختلال اساسی در هموستاز K + می‌شوند و یک کنترل بازخورد را بر بیان کانال‌های K + و حمل و نقل و تنظیم پس از ترجمه فعالیت آن‌ها، بهینه‌سازی جذب و استفاده K + ایجاد می‌کنند و در نهایت به مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول کمک می‌کنند. ما حالت‌های خاصی از تنظیم فعالیت کانال‌های K + و انتقال‌ها را با ولتاژ غشا، Ca۲ + درون سلولی، گونه‌های اکسیژن واکنش پذیر، پلی آمین ها، فیتوهورمون ها و انتقال‌دهنده‌های گازی مورد بحث قرار می‌دهیم و این تنظیم را با پاسخ‌های سازگار گیاه به محیط‌های خصمانه پیوند می‌دهیم.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Cell Biology
  • ترجمه مقاله Cell Biology
  • مقاله زیست‌شناسی سلولی
  • ترجمه مقاله زیست‌شناسی سلولی
  • مقاله General Medicine
  • ترجمه مقاله General Medicine
  • مقاله طب عمومی
  • ترجمه مقاله طب عمومی
  • مقاله Physiology
  • ترجمه مقاله Physiology
  • مقاله فیزیولوژی
  • ترجمه مقاله فیزیولوژی
  • مقاله Genetics
  • ترجمه مقاله Genetics
  • مقاله ژنتیک
  • ترجمه مقاله ژنتیک
  • مقاله Plant Science
  • ترجمه مقاله Plant Science
  • مقاله علوم گیاهی
  • ترجمه مقاله علوم گیاهی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.