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Identification of vacuolar phosphate efflux transporters in land plants.
Nature Plants ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-Jan-01 , DOI: 10.1038/s41477-018-0334-3 Lei Xu 1 , Hongyu Zhao 1 , Renjing Wan 2 , Yu Liu 3 , Zhuang Xu 2 , Wang Tian 4 , Wenyuan Ruan 1 , Fang Wang 5 , Minjuan Deng 5 , Junmin Wang 5 , Liam Dolan 6 , Sheng Luan 4 , Shaowu Xue 2 , Keke Yi 1
Nature Plants ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-Jan-01 , DOI: 10.1038/s41477-018-0334-3 Lei Xu 1 , Hongyu Zhao 1 , Renjing Wan 2 , Yu Liu 3 , Zhuang Xu 2 , Wang Tian 4 , Wenyuan Ruan 1 , Fang Wang 5 , Minjuan Deng 5 , Junmin Wang 5 , Liam Dolan 6 , Sheng Luan 4 , Shaowu Xue 2 , Keke Yi 1
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Inorganic phosphate (Pi) is an essential component of all life forms. Land plants acquire Pi from the soil through roots and associated symbioses, and it is then transported throughout the plant. When sufficient, excess Pi is stored in vacuoles for remobilization following Pi deficiency. Although Pi release from the vacuoles to the cytoplasm serves as a critical mechanism for plants to adapt to low-Pi stress, the transporters responsible for vacuolar Pi efflux have not been identified. Here, we identified a pair of Oryza sativa vacuolar Pi efflux transporters (OsVPE1 and OsVPE2) that were more abundant in plants grown under Pi-deficient conditions. These OsVPE proteins can transport Pi into yeast cells and Xenopus laevis oocytes. Vacuolar Pi content was higher in the loss-of-function Osvpe1 Osvpe2 double mutant than in wild type, particularly under low-Pi stress. Overexpression of either OsVPE1 or OsVPE2 in transgenic plants reduced vacuolar Pi content, consistent with a role in vacuolar Pi efflux. We demonstrate that these VPE proteins evolved from an ancient plasma membrane glycerol-3-phosphate transporter protein. Together, these data indicate that this transporter was recruited to the vacuolar membrane to catalyse Pi efflux during the course of land plant evolution.
中文翻译：
鉴定陆地植物中液泡磷酸盐外排转运蛋白。
无机磷酸盐 (Pi) 是所有生命形式的重要组成部分。陆地植物通过根和相关的共生体从土壤中获取磷，然后在整个植物中运输。当足够时，过量的 Pi 储存在液泡中，以便在 Pi 缺乏后重新激活。尽管 Pi 从液泡释放到细胞质是植物适应低 Pi 胁迫的关键机制，但尚未确定负责液泡 Pi 流出的转运蛋白。在这里，我们鉴定了一对水稻液泡 Pi 外排转运蛋白（OsVPE1 和 OsVPE2），它们在 Pi 缺乏条件下生长的植物中更为丰富。这些 OsVPE 蛋白可以将 Pi 转运到酵母细胞和非洲爪蟾卵母细胞中。功能丧失型 Osvpe1 Osvpe2 双突变体液泡 Pi 含量高于野生型，特别是在低 Pi 压力下。在转基因植物中过表达 OsVPE1 或 OsVPE2 会降低液泡 Pi 含量，这与液泡 Pi 流出中的作用一致。我们证明这些 VPE 蛋白是从一种古老的质膜 glycerol-3-phosphate 转运蛋白进化而来的。总之，这些数据表明这种转运蛋白在陆地植物进化过程中被募集到液泡膜以催化 Pi 流出。
更新日期：2019-01-26
中文翻译：
鉴定陆地植物中液泡磷酸盐外排转运蛋白。
无机磷酸盐 (Pi) 是所有生命形式的重要组成部分。陆地植物通过根和相关的共生体从土壤中获取磷，然后在整个植物中运输。当足够时，过量的 Pi 储存在液泡中，以便在 Pi 缺乏后重新激活。尽管 Pi 从液泡释放到细胞质是植物适应低 Pi 胁迫的关键机制，但尚未确定负责液泡 Pi 流出的转运蛋白。在这里，我们鉴定了一对水稻液泡 Pi 外排转运蛋白（OsVPE1 和 OsVPE2），它们在 Pi 缺乏条件下生长的植物中更为丰富。这些 OsVPE 蛋白可以将 Pi 转运到酵母细胞和非洲爪蟾卵母细胞中。功能丧失型 Osvpe1 Osvpe2 双突变体液泡 Pi 含量高于野生型，特别是在低 Pi 压力下。在转基因植物中过表达 OsVPE1 或 OsVPE2 会降低液泡 Pi 含量，这与液泡 Pi 流出中的作用一致。我们证明这些 VPE 蛋白是从一种古老的质膜 glycerol-3-phosphate 转运蛋白进化而来的。总之，这些数据表明这种转运蛋白在陆地植物进化过程中被募集到液泡膜以催化 Pi 流出。
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