Repositorio UFRO · Omeka S

Molecular and physiological strategies to increase aluminum resistance in plants

Primer Autor	Reyes-Diaz, Marjorie
Co-autores	Inostroza-Blancheteau, Claudio Rengel, Zed Alberdi, Miren Mora, Maria de la Luz Aquea, Felipe Arce-Johnson, Patricio
Título	Molecular and physiological strategies to increase aluminum resistance in plants
Editorial	SPRINGER
Revista	MOLECULAR BIOLOGY REPORTS
Lenguaje	en
Resumen	Aluminum (Al) toxicity is a primary limitation to plant growth on acid soils. Root meristems are the first site for toxic Al accumulation, and therefore inhibition of root elongation is the most evident physiological manifestation of Al toxicity. Plants may resist Al toxicity by avoidance (Al exclusion) and/or tolerance mechanisms (detoxification of Al inside the cells). The Al exclusion involves the exudation of organic acid anions from the root apices, whereas tolerance mechanisms comprise internal Al detoxification by organic acid anions and enhanced scavenging of free oxygen radicals. One of the most important advances in understanding the molecular events associated with the Al exclusion mechanism was the identification of the ALMT1 gene (Al-activated malate transporter) in Triticum aestivum root cells, which codes for a plasma membrane anion channel that allows efflux of organic acid anions, such as malate, citrate or oxalate. On the other hand, the scavenging of free radicals is dependent on the expression of genes involved in antioxidant defenses, such as peroxidases (e.g. in Arabidopsis thaliana and Nicotiana tabacum), catalases (e.g. in Capsicum annuum), and the gene WMnSOD1 from T. aestivum. However, other recent findings show that reactive oxygen species (ROS) induced stress may be due to acidic (low pH) conditions rather than to Al stress. In this review, we summarize recent findings regarding molecular and physiological mechanisms of Al toxicity and resistance in higher plants. Advances have been made in understanding some of the underlying strategies that plants use to cope with Al toxicity. Furthermore, we discuss the physiological and molecular responses to Al toxicity, including genes involved in Al resistance that have been identified and characterized in several plant species. The better understanding of these strategies and mechanisms is essential for improving plant performance in acidic, Al-toxic soils.#La toxicidad del aluminio (Al) es una limitación fundamental para el crecimiento de las plantas en suelos ácidos. Los meristemos radiculares son el primer lugar donde se acumula el Al tóxico, por lo que la inhibición de la elongación de la raíz es la manifestación fisiológica más evidente de la toxicidad del Al. Las plantas pueden resistir la toxicidad del Al mediante mecanismos de evitación (exclusión de Al) y/o tolerancia (desintoxicación de Al dentro de las células). La exclusión de Al implica la exudación de aniones de ácidos orgánicos desde los ápices radiculares, mientras que los mecanismos de tolerancia comprenden la desintoxicación interna de Al por aniones de ácidos orgánicos y una mayor eliminación de radicales libres de oxígeno. Uno de los avances más importantes en la comprensión de los eventos moleculares asociados con el mecanismo de exclusión de Al fue la identificación del gen ALMT1 (transportador de malato activado por Al) en las células radiculares de Triticum aestivum, que codifica un canal aniónico de la membrana plasmática que permite la salida de aniones de ácidos orgánicos, como malato, citrato u oxalato. Por otro lado, la eliminación de radicales libres depende de la expresión de genes implicados en las defensas antioxidantes, como las peroxidasas (p. ej., en Arabidopsis thaliana y Nicotiana tabacum), las catalasas (p. ej., en Capsicum annuum) y el gen WMnSOD1 de T. aestivum. Sin embargo, otros hallazgos recientes muestran que el estrés inducido por especies reactivas de oxígeno (ROS) puede deberse a condiciones ácidas (pH bajo) más que al estrés por aluminio. En esta revisión, resumimos los hallazgos recientes sobre los mecanismos moleculares y fisiológicos de la toxicidad y la resistencia al aluminio en plantas superiores. Se han logrado avances en la comprensión de algunas de las estrategias subyacentes que las plantas utilizan para hacer frente a la toxicidad por aluminio. Además, analizamos las respuestas fisiológicas y moleculares a la toxicidad por aluminio, incluyendo los genes implicados en la resistencia al aluminio que se han identificado y caracterizado en varias especies vegetales. Una mejor comprensión de estas estrategias y mecanismos es esencial para mejorar el rendimiento de las plantas en suelos ácidos y tóxicos por aluminio.
Tipo de Recurso	Artículo original
Description	We thank to FONDECYT 11080231 and 1080372 for the support of this work, to CONICYT for the Ph.D. fellowship gives to C. Inostroza-Blancheteau and to Postdoctoral Project "Programa Bicentenario de Ciencia y Tecnologia CONICYT Banco Mundial" PSD74 to F. Aquea. Agradecemos a FONDECYT 11080231 y 1080372 por el apoyo a este trabajo, a CONICYT por la beca de doctorado otorgada a C. Inostroza-Blancheteau y al Proyecto Postdoctoral "Programa Bicentenario de Ciencia y Tecnología CONICYT Banco Mundial" PSD74 a F. Aquea.
doi	10.1007/s11033-011-0954-4
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	Resistencia al aluminio Genes antioxidantes Gen ALMT1 MATE ROS Estrés oxidativo Aluminum resistance Antioxidant genes ALMT1 gene MATE ROS Oxidative stress CÉLULAS DE LA PUNTA DE LA RIBERA TRITICUM AESTIVUM L. DESINTOXICACIÓN INTERNA SISTEMAS FOTOPROTECTORES SUPERÓXIDO DISMUTASA MALATO DESHIDROGENASA PEROXIDACIÓN DE LÍPIDOS EXPRESIÓN GÉNICA GENES DE TOLERANCIA CANAL DE ANIONES ROOT-TIP CELLS TRITICUM-AESTIVUM L INTERNAL DETOXIFICATION PHOTOPROTECTIVE SYSTEMS SUPEROXIDE-DISMUTASE MALATE-DEHYDROGENASE LIPID-PEROXIDATION GENE-EXPRESSION TOLERANCE GENES ANION CHANNEL
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1007/s11033-011-0954-4
Materias	Resistencia al aluminio Genes antioxidantes Gen ALMT1 MATE ROS Estrés oxidativo Aluminum resistance Antioxidant genes ALMT1 gene MATE ROS Oxidative stress CÉLULAS DE LA PUNTA DE LA RIBERA TRITICUM AESTIVUM L. DESINTOXICACIÓN INTERNA SISTEMAS FOTOPROTECTORES SUPERÓXIDO DISMUTASA MALATO DESHIDROGENASA PEROXIDACIÓN DE LÍPIDOS EXPRESIÓN GÉNICA GENES DE TOLERANCIA CANAL DE ANIONES ROOT-TIP CELLS TRITICUM-AESTIVUM L INTERNAL DETOXIFICATION PHOTOPROTECTIVE SYSTEMS SUPEROXIDE-DISMUTASE MALATE-DEHYDROGENASE LIPID-PEROXIDATION GENE-EXPRESSION TOLERANCE GENES ANION CHANNEL
Título de la cita (Recomendado-único)	Molecular and physiological strategies to increase aluminum resistance in plants
Revista/Libro	MOLECULAR BIOLOGY REPORTS
Editorial	SPRINGER
Tipo de ruta	hibrida#verde
Access Rights	restringido
Derechos de acceso	restringido
Idioma	en
Identificador del recurso (Mandatado-único)	Artículo original
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	ANID CONICYT FONDECYT 11080231#ANID CONICYT FONDECYT 1080372#CONICYT#Programa Bicentenario de Ciencia y Tecnologia CONICYT Banco Mundial PSD74
ISSN	0301-4851
Página de inicio (Recomendado-único)	2069
Página final (Recomendado-único)	2079
Categoría WOS	Biochemistry & Molecular Biology Bioquímica y Biología Molecular
Formato	pdf
Id de Web of Science	WOS:000301107800002