Reactive oxygen species act as signaling molecules to control root hair initiation and tip growth
- PMID: 40566844
- PMCID: PMC12329188
- DOI: 10.1111/nph.70306
Reactive oxygen species act as signaling molecules to control root hair initiation and tip growth
Abstract
Root hairs (RHs) increase the surface area of roots, facilitating nutrient and water uptake and plant anchorage. RHs form from root epidermal cells and elongate by polar tip growth. Reactive oxygen species (ROS) have recently been implicated as important signals that drive RH formation and elongation using both genetic and imaging approaches. Localized changes in ROS levels in the RH tip are facilitated by hormone-mediated changes in the synthesis and activity of respiratory burst oxidase homologs and class III peroxidases. These findings broaden our understanding of the mechanisms controlling polar tip growth in plants that drive RH formation, which can inform the breeding and engineering of plants that thrive under drought and nutrient stress.
Los pelos radiculares (PR) aumentan la superficie de las raíces, lo que facilita la absorción de nutrientes y agua, así como el anclaje de las plantas. Los PR se forman a partir de células epidérmicas radiculares y se elongan mediante el crecimiento polar del ápice radicular. Mediante métodos genéticos y de imagen, las especies reactivas de oxígeno (ERO) se han implicado recientemente como señales importantes que promueven la formación y elongación de los PR. Los cambios locales en los niveles de ERO en la punta de los PR se ven facilitados por cambios mediados por hormonas en la síntesis y actividad de homólogos de la oxidasa respiratoria y peroxidasas de clase III. Estos hallazgos amplían nuestra comprensión de los mecanismos que controlan el crecimiento polar del ápice radicular en plantas que promueven la formación de PR, lo que podría orientar el mejoramiento y la ingeniería genética de plantas que prosperan en condiciones de sequía y estrés nutricional.
Pelos radiculares (PRs) aumentam a área da superfície das raízes, facilitando a absorção de nutrients e água, bem como a ancoragem das plantas. PRs se formam a partir de células epidérmicas da raiz e se alongam pelo crecimento da ponta polar. Com o auxíilio de abordagem genéticas e de imagem, espécies reativas the oxigênio (EROs) foram recentemente implicadas como importantes sinalizadores que promovem a formação e o alongamento dos PRs. Alterações locais nos níveis de EROs na ponta dos PRs são facilitadas por alterações mediadas por homônios na síntese e na atividade de homólogos da oxidase respiratória e peroxidases de classe III. Essas descobertas ampliam nossa compreensão dos mecanismos que controlam o crescimento da ponta polar em plantas que promovem a formação dos PRs, o que pode informar o melhoramento e a engenharia genética de plantas que prosperam em condições de seca e estresse nutricional.
根毛通过增加根的表面积以协助养分和水分的摄取以及植物的固定。根毛由根的表皮细胞形成,并通过极性顶端生长而伸长。近年来,借助遗传与成像手段,活性氧(ROS)被认为是驱动根毛形成和伸长的重要信号。激素介导的呼吸爆发氧化酶同源物和 III 类过氧化物酶合成和活性的变化促进了根毛顶端 ROS 水平的局部变化。这些发现拓宽了我们对于根毛极性顶端生长以及根毛形成机制的了解,并为培育与工程设计出能在干旱与营养胁迫下茁壮成长的植物提供了信息。.
Keywords: class III peroxidase; gene regulatory network; hormone signaling; reactive oxygen species; respiratory burst oxidase homolog; root hair.
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- Bahmani R, Kim D, Modareszadeh M, Hwang S. 2022. Cadmium enhances root hair elongation through reactive oxygen species in Arabidopsis. Environmental and Experimental Botany 196: 104813.
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