title: A novel role for the root cap in phosphate uptake and homeostasis.
abstract: The root cap has a fundamental role in sensing environmental cues as well as regulating root growth via altered meristem activity. Despite this well-established role in the control of developmental processes in roots, the root cap's function in nutrition remains obscure. Here, we uncover its role in phosphate nutrition by targeted cellular inactivation or phosphate transport complementation in Arabidopsis, using a transactivation strategy with an innovative high-resolution real-time (33)P imaging technique. Remarkably, the diminutive size of the root cap cells at the root-to-soil exchange surface accounts for a significant amount of the total seedling phosphate uptake (approximately 20%). This level of Pi absorption is sufficient for shoot biomass production (up to a 180% gain in soil), as well as repression of Pi starvation-induced genes. These results extend our understanding of this important tissue from its previously described roles in environmental perception to novel functions in mineral nutrition and homeostasis control.
authors.affiliation: Graduate School of Agricultural and Life Sciences, University of Tokyo, Tokyo, Japan.|Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Satomi
authors.initials: S
authors.lastname: Kanno
authors.affiliation: Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Jean-François
authors.initials: JF
authors.lastname: Arrighi
authors.affiliation: Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Serge
authors.initials: S
authors.lastname: Chiarenza
authors.affiliation: Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Vincent
authors.initials: V
authors.lastname: Bayle
authors.affiliation: Laboratoire des Interactions Plantes Micro-organismes, Castanet-Tolosan, France.
authors.forename: Richard
authors.initials: R
authors.lastname: Berthomé
authors.affiliation: Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Benjamin
authors.initials: B
authors.lastname: Péret
authors.affiliation: Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Hélène
authors.initials: H
authors.lastname: Javot
authors.affiliation: Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Etienne
authors.initials: E
authors.lastname: Delannoy
authors.affiliation: Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Elena
authors.initials: E
authors.lastname: Marin
authors.affiliation: Graduate School of Agricultural and Life Sciences, University of Tokyo, Tokyo, Japan.
authors.forename: Tomoko M
authors.initials: TM
authors.lastname: Nakanishi
authors.affiliation: Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Marie-Christine
authors.initials: MC
authors.lastname: Thibaud
authors.affiliation: Laboratoire de Biologie du Developpement des Plantes, Institut de Biosciences et Biotechnology Aix-Marseille, Commissariat à l'Energie atomique et aux énergies alternatives, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265 Biol. Veget. & Microbiol. Environ., Centre National de Recherche Scientifique, Saint Paul Les Durance, France.|UMR 7265, Aix-Marseille Université, Marseille, France.
authors.forename: Laurent
authors.initials: L
authors.lastname: Nussaume
mesh_terms: D017360:Arabidopsis / Q000378:metabolism*; D006706:Homeostasis; D061848:Optical Imaging / Q000379:methods; D010710:Phosphates / Q000378:metabolism*; D010759:Phosphorus Isotopes / Q000378:metabolism; D018518:Plant Root Cap / Q000378:metabolism*
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keywords: 33P imaging; <i>a. thaliana</i>; arabidopsis; mineral nutrition; phosphate homeostasis; plant biology; root cap