Excessive assimilation of ammonium by plastidic glutamine synthetase is a major cause of ammonium toxicity in <i>Arabidopsis thaliana</i>
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Plants use nitrate and ammonium in the soil as their main nitrogen sources. Recently, ammonium has attracted attention due to evidence suggesting that, in C 3 species, an elevated CO 2 environment inhibits nitrate assimilation. However, high concentrations of ammonium as the sole nitrogen source for plants causes impaired growth, i.e. ammonium toxicity. Although ammonium toxicity has been studied for a long time, the primary cause remains to be elucidated. Here, we show that ammonium assimilation in plastids rather than ammonium accumulation is a primary cause for toxicity. Our genetic screen of ammonium-tolerant Arabidopsis lines with enhanced shoot growth identified plastidic GLUTAMINE SYNTHETASE 2 ( GLN2 ) as the causal gene. Our reciprocal grafting of wild-type and GLN2 or GLN1;2 -deficient lines suggested that shoot GLN2 activity results in ammonium toxicity, whilst root GLN1;2 activity prevents it. With exposure to toxic levels of ammonium, the shoot GLN2 reaction produced an abundance of protons within cells, thereby elevating shoot acidity and stimulating expression of acidic stress-responsive genes. Application of an alkaline ammonia solution to the toxic ammonium medium efficiently alleviated the ammonium toxicity with a concomitant reduction in shoot acidity. Consequently, we conclude that a primary cause of ammonium toxicity is acidic stress in the shoot. This fundamental insight provides a framework for enhanced understanding of ammonium toxicity in plants.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,000 |
| 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) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».