Expression analysis suggests novel roles for members of the Pht1 family of phosphate transporters in Arabidopsis
Resumo
A conclusão do genoma da Arabidopsis thaliana revelou que há nove membros da família Pht1 de transportadores de fosfato nessa espécie. Como uma etapa para identificar a função dessa família de genes na nutrição de fósforo, isolamos as regiões promotoras de cada um desses genes e os fundimos aos genes repórteres β-glucuronidase e/ou proteína fluorescente verde. Esses genes quiméricos foram introduzidos em A. thaliana, e a expressão do gene repórter foi testada em plantas cultivadas em solo contendo concentrações altas e baixas de fosfato inorgânico (Pi). Descobriu-se que quatro desses promotores direcionam a expressão do gene repórter na epiderme da raiz e foram induzidos em condições de privação de fosfato de forma semelhante aos genes Pht1 caracterizados anteriormente. Outros membros dessa família, no entanto, mostraram expressão em uma série de tecidos de brotos e em grãos de pólen, o que foi confirmado por RT-PCR. Também fornecemos evidências de que os genes expressos na epiderme da raiz são expressos com mais intensidade nos tricoblastos, os principais locais de absorção de Pi. Esses resultados sugerem que essa família de genes desempenha um papel mais amplo na captação e remobilização de fosfato em toda a planta do que se acreditava anteriormente.
Abstract
The completion of the Arabidopsis thaliana genome has revealed that there are nine members of the Pht1 family of phosphate transporters in this species. As a step towards identifying the role of this gene family in phosphorus nutrition, we have isolated the promoter regions from each of these genes, and fused them to the reporter genes β-glucuronidase and/or green fluorescent protein. These chimeric genes have been introduced into A. thaliana, and reporter gene expression has been assayed in plants grown in soil containing high and low concentrations of inorganic phosphate (Pi). Four of these promoters were found to direct reporter gene expression in the root epidermis, and were induced under conditions of phosphate deprivation in a manner similar to previously characterised Pht1 genes. Other members of this family, however, showed expression in a range of shoot tissues and in pollen grains, which was confirmed by RT-PCR. We also provide evidence that the root epidermally expressed genes are expressed most strongly in trichoblasts, the primary sites for uptake of Pi. These results suggest that this gene family plays a wider role in phosphate uptake and remobilisation throughout the plant than was previously believed.
S. R. Mudge
A. L. Rae
E. Diatloff
F. W. Smith
2002 - The Plant Journal
