Phosphate Uptake and Transport in Plants: An Elaborate Regulatory System

Resumo

O fósforo (P) é um macronutriente essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas. A baixa disponibilidade de fosfato inorgânico (Pi) é um fator limitante para o crescimento e a produtividade das plantas. Para lidar com um ambiente complexo e em mudança, as plantas evoluíram mecanismos elaborados para regular a absorção e o uso de Pi. Recentemente, os mecanismos moleculares da sinalização de Pi em plantas tornaram-se mais claros. As plantas absorvem Pi do solo através de suas raízes e transferem Pi para vários órgãos ou tecidos através de transportadores de fosfato, que são precisamente controlados nos níveis de transcrito e proteína. Aqui, resumimos os progressos recentes sobre o mecanismo regulatório molecular dos transportadores de fosfato em Arabidopsis e arroz, incluindo a caracterização de transportadores funcionais, a regulação dos níveis de transcritos, a localização proteica e a renovação (turnover) dos transportadores de fosfato. Uma compreensão mais aprofundada da adaptação das plantas a um ambiente de Pi em mudança facilitará o melhoramento genético da eficiência de P em plantas.

Abstract

Phosphorus (P) is an essential macronutrient for plant growth and development. Low inorganic phosphate (Pi) availability is a limiting factor for plant growth and yield. To cope with a complex and changing environment, plants have evolved elaborate mechanisms for regulating Pi uptake and use. Recently, the molecular mechanisms of plant Pi signaling have become clearer. Plants absorb Pi from the soil through their roots and transfer Pi to various organs or tissues through phosphate transporters, which are precisely controlled at the transcript and protein levels. Here, we summarize recent progress on the molecular regulatory mechanism of phosphate transporters in Arabidopsis and rice, including the characterization of functional transporters, regulation of transcript levels, protein localization and turnover of phosphate transporters. A more in-depth understanding of plant adaptation to a changing Pi environment will facilitate the genetic improvement of plant P efficiency.