Pollen-specific aquaporins NIP4;1 and NIP4;2 are required for pollen development and pollination in arabidopsis Thaliana

Autores
Pérez Di Giorgio, Juliana Andrea; Bienert, Gerd Patrick; Ayub, Nicolás Daniel; Yaneff, Agustín; Barberini, María Laura; Mecchia, Martin Alejandro; Amodeo, Gabriela; Soto, Gabriela Cynthia; Muschietti, Jorge Prometeo
Año de publicación
2016
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
In flowers with dry stigmas, pollen development, pollination, and pollen tube growth require spatial and temporal regulation of water and nutrient transport. To better understand the molecular mechanisms involved in reproductive processes, we characterized NIP4;1 and NIP4;2, two pollen-specific aquaporins of Arabidopsis thaliana. NIP4;1 and NIP4;2 are paralogs found exclusively in the angiosperm lineage. Although they have 84% amino acid identity, they displayed different expression patterns. NIP4;1 has low expression levels in mature pollen, while NIP4;2 expression peaks during pollen tube growth. Additionally, NIP4;1pro:GUS flowers showed GUS activity in mature pollen and pollen tubes, whereas NIP4;2pro:GUS flowers only in pollen tubes. Single T-DNA mutants and double artificial microRNA knockdowns had fewer seeds per silique and reduced pollen germination and pollen tube length. Transport assays in oocytes showed NIP4;1 and NIP4;2 function as water and nonionic channels. We also found that NIP4;1 and NIP4;2 C termini are phosphorylated by a pollen-specific CPK that modifies their water permeability. Survival assays in yeast indicated that NIP4;1 also transports ammonia, urea, boric acid, and H2O2. Thus, we propose that aquaporins NIP4;1 and NIP4;2 are exclusive components of the reproductive apparatus of angiosperms with partially redundant roles in pollen development and pollination.
Fil: Pérez Di Giorgio, Juliana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Fil: Bienert, Gerd Patrick. Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research; Alemania
Fil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Yaneff, Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentina
Fil: Barberini, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Fil: Mecchia, Martin Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Fil: Amodeo, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentina
Fil: Soto, Gabriela Cynthia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; Argentina
Fil: Muschietti, Jorge Prometeo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Materia
Nip4;1
Nip4;2
Aquaporins
Pollination
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Mecchia, Martin Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Amodeo, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cynthia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; ArgentinaFil: Muschietti, Jorge Prometeo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. 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