A novel role for the root cap in phosphate uptake and homeostasis
Satomi Kanno,
Jean-François Arrighi,
Serge Chiarenza,
Vincent Bayle,
Richard Berthomé,
Benjamin Péret,
Hélène Javot,
Etienne Delannoy,
Elena Marin,
Tomoko M Nakanishi,
Marie-Christine Thibaud,
Laurent Nussaume
Affiliations
Satomi Kanno
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
Jean-François Arrighi
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
Serge Chiarenza
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
Vincent Bayle
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
Richard Berthomé
Laboratoire des Interactions Plantes Micro-organismes, Castanet-Tolosan, France
Benjamin Péret
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
Hélène Javot
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
Etienne Delannoy
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
Elena Marin
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
Tomoko M Nakanishi
Graduate School of Agricultural and Life Sciences, University of Tokyo, Tokyo, Japan
Marie-Christine Thibaud
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
Laurent Nussaume
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
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 33P 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.