The roles of aquaporins in plant stress responses

Resumo

As aquaporinas são proteínas de canal de membrana ubiquamente presentes em todos os reinos da vida. Embora tenham sido originalmente descobertas como canais de água, seus papéis no transporte de pequenos solutos neutros, gases e íons metálicos estão agora bem estabelecidos. As plantas contêm o maior número e a maior diversidade de homólogos de aquaporinas, com diversos padrões de localização subcelular, propriedades de controle de abertura e especificidade a solutos. Os papéis das aquaporinas nas funções fisiológicas ao longo do crescimento e desenvolvimento das plantas são bem conhecidos. Como um regulador integral das relações hídricas das plantas, presume‑se que elas desempenhem um papel importante nas respostas de defesa das plantas contra estresses bióticos e abióticos. Esta revisão destaca o envolvimento de vários homólogos de aquaporinas nas respostas das plantas a uma variedade de estresses ambientais que perturbam o equilíbrio osmótico das células vegetais e a homeostase de nutrientes.

Abstract

Aquaporins are membrane channel proteins ubiquitously present in all kingdoms of life. Although aquaporins were originally discovered as water channels, their roles in the transport of small neutral solutes, gasses, and metal ions are now well established. Plants contain the largest number and greatest diversity of aquaporin homologs with diverse subcellular localization patterns, gating properties, and solute specificity. The roles of aquaporins in physiological functions throughout plant growth and development are well known. As an integral regulator of plant–water relations, they are presumed to play an important role in plant defense responses against biotic and abiotic stressors. This review highlights involvement of various aquaporin homologs in plant stress responses against a variety of environmental stresses that disturb plant cell osmotic balance and nutrient homeostasis.