Nitrate nutrition influences multiple factors in order to increase energy efficiency under hypoxia in Arabidopsis
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND AND AIMS: Nitrogen (N) levels vary between ecosystems, while the form of available N has a substantial impact on growth, development and perception of stress. Plants have the capacity to assimilate N in the form of either nitrate (NO3-) or ammonium (NH4+). Recent studies revealed that NO3- nutrition increases nitric oxide (NO) levels under hypoxia. When oxygen availability changes, plants need to generate energy to protect themselves against hypoxia-induced damage. As the effects of NO3- or NH4+ nutrition on energy production remain unresolved, this study was conducted to investigate the role of N source on group VII transcription factors, fermentative genes, energy metabolism and respiration under normoxic and hypoxic conditions. METHODS: We used Arabidopsis plants grown on Hoagland medium with either NO3- or NH4+ as a source of N and exposed to 0.8 % oxygen environment. In both roots and seedlings, we investigated the phytoglobin-nitric oxide cycle and the pathways of fermentation and respiration; furthermore, NO levels were tested using a combination of techniques including diaminofluorescein fluorescence, the gas phase Griess reagent assay, respiration by using an oxygen sensor and gene expression analysis by real-time quantitative reverse transcription-PCR methods. KEY RESULTS: Under NO3- nutrition, hypoxic stress leads to increases in nitrate reductase activity, NO production, class 1 phytoglobin transcript abundance and metphytoglobin reductase activity. In contrast, none of these processes responded to hypoxia under NH4+ nutrition. Under NO3- nutrition, a decreased total respiratory rate and increased alternative oxidase capacity and expression were observed during hypoxia. Data correlated with decreased reactive oxygen species and lipid peroxidation levels. Moreover, increased fermentation and NAD+ recycling as well as increased ATP production concomitant with the increased expression of transcription factor genes HRE1, HRE2, RAP2.2 and RAP2.12 were observed during hypoxia under NO3- nutrition. CONCLUSIONS: The results of this study collectively indicate that nitrate nutrition influences multiple factors in order to increase energy efficiency under hypoxia.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
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