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GABA Accumulation Causes Cell Elongation Defects and a Decrease in Expression of Genes Encoding Secreted and Cell Wall-Related Proteins in Arabidopsis thaliana

Authors :
Emily P. Updegraff
Ravishankar Palanivelu
Carole Deleu
Alain Bouchereau
Agnès Yu
Daphne Preuss
Hugues Renault
Jean-Pierre Renou
Abdelhak El Amrani
Amélioration des Plantes et Biotechnologies Végétales (APBV)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST
Ecosystèmes, biodiversité, évolution [Rennes] (ECOBIO)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
School of Plant Sciences, University of Arizona
University of Arizona
Department of Molecular Genetics and Cell Biology, Chicago
University of Chicago
Unité de recherche en génomique végétale (URGV)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche
Howard Hughes Medical Institute
the United States Department of Energy
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
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Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST
Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)
Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
College of Agriculture & Life Sciences [University of Arizona]
Institut de biologie moléculaire des plantes (IBMP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS)
Université d'Angers (UA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST
Interactions cellulaires et moléculaires (ICM)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
AGROCAMPUS OUEST-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Angers (UA)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IFR140-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
AGROCAMPUS OUEST-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Angers (UA)
Source :
Plant and Cell Physiology, Plant and Cell Physiology, Oxford University Press (OUP), 2011, 52 (5), pp.894-908. ⟨10.1093/pcp/pcr041⟩, Plant and Cell Physiology, 2011, 52 (5), pp.894-908. ⟨10.1093/pcp/pcr041⟩
Publication Year :
2011
Publisher :
HAL CCSD, 2011.

Abstract

International audience; GABA (γ-aminobutyric acid), a non-protein amino acid, is a signaling factor in many organisms. In plants, GABA is known to accumulate under a variety of stresses. However, the consequence of GABA accumulation, especially in vegetative tissues, remains poorly understood. Moreover, gene expression changes as a consequence of GABA accumulation in plants are largely unknown. The pop2 mutant, which is defective in GABA catabolism and accumulates GABA, is a good model to examine the effects of GABA accumulation on plant development. Here, we show that the pop2 mutants have pollen tube elongation defects in the transmitting tract of pistils. Additionally, we observed growth inhibition of primary root and dark-grown hypocotyl, at least in part due to cell elongation defects, upon exposure to exogenous GABA. Microarray analysis of pop2-1 seedlings grown in GABA-supplemented medium revealed that 60% of genes whose expression decreased encode secreted proteins. Besides, functional classification of genes with decreased expression in the pop2-1 mutant showed that cell wall-related genes were significantly enriched in the microarray data set, consistent with the cell elongation defects observed in pop2 mutants. Our study identifies cell elongation defects caused by GABA accumulation in both reproductive and vegetative tissues. Additionally, our results show that genes that encode secreted and cell wall-related proteins may mediate some of the effects of GABA accumulation. The potential function of GABA as a growth control factor under stressful conditions is discussed.

Details

Language :
English
ISSN :
00320781 and 14719053
Database :
OpenAIRE
Journal :
Plant and Cell Physiology, Plant and Cell Physiology, Oxford University Press (OUP), 2011, 52 (5), pp.894-908. ⟨10.1093/pcp/pcr041⟩, Plant and Cell Physiology, 2011, 52 (5), pp.894-908. ⟨10.1093/pcp/pcr041⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....037222fe4ba46c5667058aecdd5cb2fd