A cooperative system of silicon transport in plants

Resumo

O alto acúmulo de silício (Si) protege as plantas de estresses bióticos e abióticos. Foram identificados dois tipos diferentes de transportadores de Si [Low Silicon 1 (Lsi1) e 2 (Lsi2)] envolvidos na absorção e distribuição de Si. O Lsi1, um canal permeável ao Si, pertence ao subgrupo Nod26-like major intrinsic protein (NIP) III da família de proteínas de membrana aquaporina com uma seletividade distinta, enquanto o Lsi2, um transportador de Si de efluxo, pertence a uma família de transportadores de ânions não caracterizada. Esses transportadores estão localizados na membrana plasmática, mas, em diferentes espécies de plantas, apresentam diferentes padrões de expressão e localizações teciduais ou celulares que estão associadas a diferentes níveis de acúmulo de Si. Um estudo recente de modelagem matemática revelou que a cooperação de Lsi1 e Lsi2, que apresentam uma localização polarizada, é necessária para o transporte eficiente de Si no arroz.

Abstract

The high accumulation of silicon (Si) protects plants from biotic and abiotic stresses. Two different types of Si transporter [Low Silicon 1 (Lsi1) and 2 (Lsi2)] involved in the uptake and distribution of Si have been identified. Lsi1, a Si permeable channel, belongs to the Nod26-like major intrinsic protein (NIP) III subgroup of the aquaporin membrane protein family with a distinct selectivity, whereas Lsi2, an efflux Si transporter, belongs to an uncharacterized anion transporter family. These transporters are localized to the plasma membrane, but, in different plant species, show different expression patterns and tissue or cellular localizations that are associated with different levels of Si accumulation. A recent mathematical modeling study revealed that cooperation of Lsi1 and Lsi2, which show a polarized localization, is required for the efficient transport of Si in rice.