Interaction of PIN and PGP transport mechanisms in auxin distribution-dependent development

0312924 - ÚEB 2009 RIV GB eng J - Journal Article
Mravec, J. - Kubeš, Martin - Bielach, A. - Gaykova, V. - Petrášek, Jan - Skůpa, Petr - Chand, S. - Benková, E. - Zažímalová, Eva - Friml, J.
Interaction of PIN and PGP transport mechanisms in auxin distribution-dependent development.
[Spolupráce transportních mechanismů využívajících proteiny PIN a PGP ve vývoji určeném rozložením auxinu.]
Development. Roč. 135, č. 20 (2008), s. 3345-3354. ISSN 0950-1991. E-ISSN 1477-9129
R&D Projects: GA MŠMT(CZ) LC06034; GA AV ČR KJB600380604
Institutional research plan: CEZ:AV0Z50380511
Keywords : PGP * PIN * Auxin transport * Embryogenesis
Subject RIV: ED - Physiology
Impact factor: 6.812, year: 2008

The signalling molecule auxin controls plant morphogenesis via its activity gradients, which are produced by intercellular auxin transport. Cellular auxin efflux is the rate-limiting step in this process and depends on PIN and phosphoglycoprotein (PGP) auxin transporters. Mutual roles for these proteins in auxin transport are unclear, as is the significance of their interactions for plant development. Here, we have analysed the importance of the functional interaction between PIN- and PGP-dependent auxin transport in development. We show by analysis of inducible overexpression lines that PINs and PGPs define distinct auxin transport mechanisms: both mediate auxin efflux but they play diverse developmental roles. Components of both systems are expressed during embryogenesis, organogenesis and tropisms, and they interact genetically in both synergistic and antagonistic fashions. A concerted action of PIN- and PGP-dependent efflux systems is required for asymmetric auxin distribution during these processes. We propose a model in which PGP-mediated efflux controls auxin levels in auxin channel-forming cells and, thus, auxin availability for PIN-dependent vectorial auxin movement.

Signální molekula auxinu řídí rostlinnou morfogenezi prostřednictvím gradientů, které jsou ustavovány jeho mezibuněčným transportem. Pro určení rychlosti tohoto procesu jsou klíčové procesy transportu auxinu z buněk zprostředkované bílkovinami PIN a PGP. Nejasná je prozatím vzájemná spolupráce proteinů PIN a PGP při přenosu auxinu přes membránu a též jak tato spolupráce ovlivňuje vývoj rostlin. V této práci se zaměřujeme na vývojové aspekty spolupráce proteinů PIN a PGP. Pomocí indukovatelných linií ukazujeme, že oba systémy zprostředkují transport auixnu, ale hrají odlišné vývojové role. Jsou exprimovány během embryogeneze, organogeneze a tropizmů. V jejich průběhu spolupracují jak synergisticky tak antagonicky a zajišťují tak asymetrické rozložení auxinu. Navrhujeme model, ve kterém transport zprostředkovaný proteiny PGP je kritický pro ustavení hladin auxinu v buňkách tvořících jakési hlavní kanály toku auxinu a zajiśťují tak zdroj hormonu pro jeho směrový transport zprostředkovaný dále proteiny PIN.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0163869