Back to Search Start Over

Non-autonomous stomatal control by pavement cell turgor via the K+ channel subunit AtKC1

Authors :
Manuel Nieves-Cordones
Farrukh Azeem
Yuchen Long
Martin Boeglin
Geoffrey Duby
Karine Mouline
Eric Hosy
Alain Vavasseur
Isabelle Chérel
Thierry Simonneau
Frédéric Gaymard
Jeffrey Leung
Isabelle Gaillard
Jean-Baptiste Thibaud
Anne-Aliénor Véry
Arezki Boudaoud
Hervé Sentenac
Institut des Sciences des Plantes de Montpellier (IPSIM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier
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)-Université de Montpellier (UM)
Reproduction et développement des plantes (RDP)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
CEA Cadarache
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE)
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier
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 Jean-Pierre Bourgin (IJPB)
AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Institut des Biomolécules Max Mousseron [Pôle Chimie Balard] (IBMM)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
Université de Montpellier (UM)
Source :
Plant Cell, The Plant cell, The Plant cell, 2022, 34 (5), pp.2019-2037. ⟨10.1093/plcell/koac038⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
Oxford University Press, 2022.

Abstract

Stomata optimize land plants’ photosynthetic requirements and limit water vapor loss. So far, all of the molecular and electrical components identified as regulating stomatal aperture are produced, and operate, directly within the guard cells. However, a completely autonomous function of guard cells is inconsistent with anatomical and biophysical observations hinting at mechanical contributions of epidermal origins. Here, potassium (K+) assays, membrane potential measurements, microindentation, and plasmolysis experiments provide evidence that disruption of the Arabidopsis thaliana K+ channel subunit gene AtKC1 reduces pavement cell turgor, due to decreased K+ accumulation, without affecting guard cell turgor. This results in an impaired back pressure of pavement cells onto guard cells, leading to larger stomatal apertures. Poorly rectifying membrane conductances to K+ were consistently observed in pavement cells. This plasmalemma property is likely to play an essential role in K+ shuttling within the epidermis. Functional complementation reveals that restoration of the wild-type stomatal functioning requires the expression of the transgenic AtKC1 at least in the pavement cells and trichomes. Altogether, the data suggest that AtKC1 activity contributes to the building of the back pressure that pavement cells exert onto guard cells by tuning K+ distribution throughout the leaf epidermis.

Details

Language :
English
ISSN :
10404651 and 1532298X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Plant Cell, The Plant cell, The Plant cell, 2022, 34 (5), pp.2019-2037. ⟨10.1093/plcell/koac038⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b6c4a3e50470b2498fe739c17dc169ba