Opposite fates of the purine metabolite allantoin under water and nitrogen limitations in bread wheat
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Le résumé fourni par la source
Degradation of nitrogen-rich purines is tightly and oppositely regulated under drought and low nitrogen supply in bread wheat. Allantoin is a key target metabolite for improving nitrogen homeostasis under stress. The metabolite allantoin is an intermediate of the catabolism of purines (components of nucleotides) and is known for its housekeeping role in nitrogen (N) recycling and also for its function in N transport and storage in nodulated legumes. Allantoin was also shown to differentially accumulate upon abiotic stress in a range of plant species but little is known about its role in cereals. To address this, purine catabolic pathway genes were identified in hexaploid bread wheat and their chromosomal location was experimentally validated. A comparative study of two Australian bread wheat genotypes revealed a highly significant increase of allantoin (up to 29-fold) under drought. In contrast, allantoin significantly decreased (up to 22-fold) in response to N deficiency. The observed changes were accompanied by transcriptional adjustment of key purine catabolic genes, suggesting that the recycling of purine-derived N is tightly regulated under stress. We propose opposite fates of allantoin in plants under stress: the accumulation of allantoin under drought circumvents its degradation to ammonium (NH 4 + ) thereby preventing N losses. On the other hand, under N deficiency, increasing the NH 4 + liberated via allantoin catabolism contributes towards the maintenance of N homeostasis.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Opposite fates of the purine metabolite allantoin under water and nitrogen limitations in bread wheat
- Date Crossref
- 05/02/2019
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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The University of Adelaide pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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The University of Melbourne Metabolomics Australia pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Agriculture and Food pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Melbourne Genomics Health Alliance pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Rothamsted Research pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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