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Medicago truncatula Zinc-Iron Permease6 provides zinc to rhizobia-infected nodule cells

Authors :
Angela Saez
Juan Imperial
Manuel González-Guerrero
Isidro Abreu
Daniel Grolimund
Marta Senovilla
Viviana Escudero
Manuel Tejada-Jiménez
Benjamín Rodríguez-Haas
Camille Laure
Rosario Castro-Rodríguez
Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE)
Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)
Paul Scherrer Inst, CH-5232 Villigen, Switzerland
Universidad Politécnica de Madrid (UPM)
Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Source :
Plant, Cell and Environment, Plant, Cell and Environment, 2017, 40 (11), pp.2706-2719. ⟨10.1111/pce.13035⟩, Plant, Cell and Environment, Wiley, 2017, 40 (11), pp.2706-2719. ⟨10.1111/pce.13035⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

Zinc is a micronutrient required for symbiotic nitrogen fixation. It has been proposed that in model legumeMedicago truncatula, zinc is delivered in a similar fashion as iron,i.e.by the root vasculature into the nodule and released in the infection/differentiation zone. There, zinc transporters must introduce this element into rhizobia-infected cells to metallate the apoproteins that use zinc as a cofactor.MtZIP6(Medtr4g083570) is aM. truncatulaZinc-Iron Permease (ZIP) that is expressed only in roots and nodules, with the highest expression levels in the infection/differentiation zone. Immunolocalization studies indicate that it is located in the plasma membrane of rhizobia-infected cells in the nodule. Down-regulatingMtZIP6expression levels with RNAi does not result in any strong phenotype when plants are being watered with mineral nitrogen. However, these silenced plants displayed severe growth defects when they depended on nitrogen fixed by their nodules, as a consequence of the loss of 80% of their nitrogenase activity. The reduction of this activity was not the result of iron not reaching the nodule, but an indirect effect of zinc being retained in the infection/differentiation zone and not reaching the cytosol of rhizobia-infected cells. These data are consistent with a model in which MtZIP6 would be responsible for zinc uptake by rhizobia-infected nodule cells in the infection/differentiation zone.

Details

Language :
English
ISSN :
01407791 and 13653040
Database :
OpenAIRE
Journal :
Plant, Cell and Environment, Plant, Cell and Environment, 2017, 40 (11), pp.2706-2719. ⟨10.1111/pce.13035⟩, Plant, Cell and Environment, Wiley, 2017, 40 (11), pp.2706-2719. ⟨10.1111/pce.13035⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....8e01029baa3562ce47f3ad3bd9885b7f
Full Text :
https://doi.org/10.1111/pce.13035⟩