Chloride transport and homeostasis in plants

Resumo

O micronutriente cloreto (Cl⁻) desempenha papéis-chave na fisiologia vegetal, desde o fotossistema II e a atividade da ATPase vacuolar até a osmorregulação, manutenção da turgescência e resiliência à seca, ao mesmo tempo que representa riscos de toxicidade em altas concentrações. Esta revisão examina a absorção, o transporte e a homeostase do Cl⁻, com foco nas adaptações que equilibram seus duplos papéis como nutriente e agente tóxico. Transportadores-chave, incluindo as famílias NPF, SLAH, ALMT, CLC e CCC, medeiam os fluxos de Cl⁻ para manter o equilíbrio iônico e prevenir a toxicidade. As plantas empregam estratégias como absorção seletiva e compartimentalização vacuolar para lidar com alta salinidade. O Cl⁻ também influencia a eficiência do uso de nitrogênio e a produtividade das plantas. Avanços na biologia de transportadores revelam o papel do Cl⁻ na eficiência do uso da água, resiliência à seca e adaptação a estresses.

Abstract

The micronutrient chloride (Cl―) plays key roles in plant physiology, from photosystem II and vacuolar ATPase activity to osmoregulation, turgor maintenance and drought resilience, while also posing toxicity risks at high concentrations. This review examines Cl― uptake, transport and homeostasis, focussing on adaptations balancing its dual roles as a nutrient and toxicant. Key transporters, including NPF, SLAH, ALMT, CLC and CCC families, mediate Cl― fluxes to maintain ionic balance and prevent toxicity. Plants employ strategies such as selective uptake and vacuolar compartmentalization to cope with high salinity. Cl― also influences nitrogen-use efficiency and plant productivity. Advances in transporter biology reveal the role of Cl― in water-use efficiency, drought resilience and stress adaptation.