Tissue-speciicexpressionofSMALLAUXINUPRNA41diferentially ... · 2020. 8. 4. ·...

78
Zurich Open Repository and Archive University of Zurich Main Library Strickhofstrasse 39 CH-8057 Zurich www.zora.uzh.ch Year: 2013 Tissue-specifc expression of SMALL AUXIN UP RNA41 diferentially regulates cell expansion and root meristem patterning in Arabidopsis Kong, Yingying ; Zhu, Yubin ; Gao, Chen ; She, Wenjing ; Lin, Weiqiang ; Chen, Yong ; Han, Ning ; Bian, Hongwu ; Zhu, Muyuan ; Wang, Junhui Abstract: Among the three primary auxin-induced gene families, Auxin/Indole-3-Acetic Acid (Aux/IAA), Gretchen Hagen3 (GH3) and SMALL AUXIN UP RNA (SAUR), the function of SAUR genes remains unclear. Arabidopsis SAUR genes have been phylogenetically classifed into three clades. Recent work has suggested that SAUR19 (clade II) and SAUR63 (clade I) promote cell expansion through the modulation of auxin transport. Herein, we present our work on SAUR41, a clade III SAUR gene with a distinctive expression pattern in root meristems. SAUR41 was normally expressed in the quiescent center and cortex/endodermis initials; upon auxin stimulation, the expression was provoked in the endodermal layer. During lateral root development, SAUR41 was expressed in prospective stem cell niches of lateral root primordia and in expanding endodermal cells surrounding the primordia. SAUR41-EGFP (enhanced green fuorescent protein) fusion proteins localized to the cytoplasm. Overexpression of SAUR41 from the Caulifower mosaic virus 35S promoter led to pleiotropic auxin-related phenotypes, including long hypocotyls, increased vegetative biomass and lateral root development, expanded petals and twisted inforescence stems. Ectopic SAUR41 proteins were able to promote auxin transport in hypocotyls. Tissue-specifc expression of SAUR41 from the PIN1, WOX5, PLT2 and ACR4 promoters induced the formation of new auxin accumulation/signaling peaks above the quiescent centers, whereas tissue-specifc expression of SAUR41 from the PIN2 and PLT2 promoters enhanced root gravitropic growth. Cells in the root stem cell niches of these transgenic seedlings were diferentially enlarged. The distinctive expression pattern of the SAUR41 gene and the explicit function of SAUR41 proteins implied that further investigations on the loss-of-function phenotypes of this gene in root development and environmental responses are of great interest. DOI: https://doi.org/10.1093/pcp/pct028 Posted at the Zurich Open Repository and Archive, University of Zurich ZORA URL: https://doi.org/10.5167/uzh-89844 Journal Article Accepted Version Originally published at: Kong, Yingying; Zhu, Yubin; Gao, Chen; She, Wenjing; Lin, Weiqiang; Chen, Yong; Han, Ning; Bian, Hongwu; Zhu, Muyuan; Wang, Junhui (2013). Tissue-specifc expression of SMALL AUXIN UP RNA41 diferentially regulates cell expansion and root meristem patterning in Arabidopsis. Plant Cell Physiology, 54(4):609-621. DOI: https://doi.org/10.1093/pcp/pct028

Transcript of Tissue-speciicexpressionofSMALLAUXINUPRNA41diferentially ... · 2020. 8. 4. ·...

  • Zurich Open Repository andArchiveUniversity of ZurichMain LibraryStrickhofstrasse 39CH-8057 Zurichwww.zora.uzh.ch

    Year: 2013

    Tissue-specific expression of SMALL AUXIN UP RNA41 differentiallyregulates cell expansion and root meristem patterning in Arabidopsis

    Kong, Yingying ; Zhu, Yubin ; Gao, Chen ; She, Wenjing ; Lin, Weiqiang ; Chen, Yong ; Han, Ning ;Bian, Hongwu ; Zhu, Muyuan ; Wang, Junhui

    Abstract: Among the three primary auxin-induced gene families, Auxin/Indole-3-Acetic Acid (Aux/IAA),Gretchen Hagen3 (GH3) and SMALL AUXIN UP RNA (SAUR), the function of SAUR genes remainsunclear. Arabidopsis SAUR genes have been phylogenetically classified into three clades. Recent work hassuggested that SAUR19 (clade II) and SAUR63 (clade I) promote cell expansion through the modulationof auxin transport. Herein, we present our work on SAUR41, a clade III SAUR gene with a distinctiveexpression pattern in root meristems. SAUR41 was normally expressed in the quiescent center andcortex/endodermis initials; upon auxin stimulation, the expression was provoked in the endodermallayer. During lateral root development, SAUR41 was expressed in prospective stem cell niches of lateralroot primordia and in expanding endodermal cells surrounding the primordia. SAUR41-EGFP (enhancedgreen fluorescent protein) fusion proteins localized to the cytoplasm. Overexpression of SAUR41 fromthe Cauliflower mosaic virus 35S promoter led to pleiotropic auxin-related phenotypes, including longhypocotyls, increased vegetative biomass and lateral root development, expanded petals and twistedinflorescence stems. Ectopic SAUR41 proteins were able to promote auxin transport in hypocotyls.Tissue-specific expression of SAUR41 from the PIN1, WOX5, PLT2 and ACR4 promoters induced theformation of new auxin accumulation/signaling peaks above the quiescent centers, whereas tissue-specificexpression of SAUR41 from the PIN2 and PLT2 promoters enhanced root gravitropic growth. Cellsin the root stem cell niches of these transgenic seedlings were differentially enlarged. The distinctiveexpression pattern of the SAUR41 gene and the explicit function of SAUR41 proteins implied that furtherinvestigations on the loss-of-function phenotypes of this gene in root development and environmentalresponses are of great interest.

    DOI: https://doi.org/10.1093/pcp/pct028

    Posted at the Zurich Open Repository and Archive, University of ZurichZORA URL: https://doi.org/10.5167/uzh-89844Journal ArticleAccepted Version

    Originally published at:Kong, Yingying; Zhu, Yubin; Gao, Chen; She, Wenjing; Lin, Weiqiang; Chen, Yong; Han, Ning; Bian,Hongwu; Zhu, Muyuan; Wang, Junhui (2013). Tissue-specific expression of SMALL AUXIN UP RNA41differentially regulates cell expansion and root meristem patterning in Arabidopsis. Plant Cell Physiology,54(4):609-621.DOI: https://doi.org/10.1093/pcp/pct028

  • For Peer R

    eview

    �����������������������������������������

    ���������� ��!������"��������������#����������$

    ��������!����%�#������

    �������� �����������������������

    ������������ ��������������������

    �������������� �� �����������

    �����!�"#���$�"���%��&��%��� �'��

    ��#������(����)�&��%���� *�� +�,� �� -�.%�/�� �0�1�����+������ ���)�()��!�������

    .%�+�,�"�-�.%�/�� �0�1�����+������ ���)�()��!�������2��+��%��-�.%�/�� �0�1�����+������ ���)�()��!�������!%�+�3��/� -�.%�/�� �0�1�����+������ ���)�()��!�������(�+�3�4�� -�.%�/�� �0�1�����+������ ���)�()��!��������%��+�,�� -�.%�/�� �0�1�����+������ ���)��)��!��������� +�%��-�.%�/�� �0�1�����+������ ���)��)����������%�� 5�+�"��-�.%�/�� �0�1�����+������ ���)��)����������#�����+�6%�-�.%�/�� �0�1�����+������ ���)��)����������3�� +����%�-�.%�/�� �0�1�����+������ ���)��)����������

    *��5��$��!&0�+�&��"$����+�&�7�����������+�������7������+������#�����#��������� �

    ��

    Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � �

    ������������������������������������������������������

    ���

    ������������������������������

    � ���

    ���������������������

    ���������� ���

    ���������!�"�����#�$��������!�%�!�������#�&��'������������(#���)�*��������+�

    ����#�,��-������..�)#�$����)�

    /��0�..)�1�+�1))�.��2�3�4�0�..)�1�+�1))�.����� �2�

    51����0�'����6��7-'�8���88��.�

    ����

    ��������������6��������������������

    ����

    �����������������������������������

    ��������������������������

    ��������������.����

    ���������������������9��8��+�

    �)�

    Page 1 of 35 Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � �

    ��

    � ������� !"��

    ���� ��� ������ ����� �� ������

    #������������ ������� ���� !"������� ���� ����� ��������

    $������������%�����������

    ���

    *��(���:���#�#�

    #�*�9�� &���#�#�

    #�$���"���#���'��� ���

    �#����;����%�

    �#�*�����

    $���#��(���&��

    ��������������

    �?

    ���

    �+�

    ����������� � ��������� ������� � ���� ��������� ��������� ����������� ����������)�

    ���������������� !!"#�������2�

    ����� $��� $��� ���%� ������� ����� � &�'������ ��������� ����������� ���������.�

    � !! (����������

    �)�����������������*���'��+�������������%�,-����

    ����

    ����

    ����

    %���&������� ��4#� ��@

  • For Peer R

    eview

    � �

    %'���%�����

    ���

    ���������������������(����1����������!�������#�.�/0�..#����#�����.�$#�������

    !����� �!� �.�$� ����� ������� �����8� ���9�������� �.�$� ����� ����� 9�����

    ��(����������(������!�������������������8������6��F���������������������.�$ 1���

    G����� H� ��� �.�$(�� G����� H� �������� ���� ������� �������� �������������� �!���

    ������������8�,����#�6�������������6��F����.�$2 �������� ��.�$�����6����+�

    ��������������������������������������������8��.�$2 �6���������(������������)�

    ���� ;������� ����� ��� ����D���������� �������3� ���� ���� ����������#� ����2�

    ���������6��� �����F��� �� ���� ���������� ��(��8�C����� �������� ����� ����������#��.�

    �.�$2 �6����������������������������������������!��������������������������������

    ������� ���������� ����� ���������� ���� ���������8� ������15"4A� !��������

    �������������-����������(�������8�B�������������!��.�$2 �!��������$�>E��"�����

    ��������� ���� ��� ����������� ���1�������� �����(���#� ������� ���� �(����(��#����

    �������� ����������� 9������� ��� �������� ����� ����������#� ������� ������� ������

    �6������ �!�������� �����8� 5����� ������� ��������6���� �9��� ��� �������� �������

    ������������(����(��8�/�����1����!������������!��.�$2 �!��������3�4 #�567"#��+�

    3�)8#� ��� .�$2� ���������� ������ ���� !�������� �!� �6� �����)�

    ��������D�������� ���F�� �9���� ���� ;������� �����#� 6������� ������1����!���2�

    ����������!��.�$2 �!��������3�48����3�)8����������������������������������.�

    ���6��8� $����� �� ���� ����� ����� ���� ����� �!� ������ �������� ��������� 6�������

    ��!!��������(� �������8� /��� ���������� ��������� ������� �!� �.�$2 � ���� ��� �������

    ������� !����� �!� ������� �������� �������� ����� !������� ������������� �� �������

    ����1�!1!����� �����(���� �!� ����� ���� �� ����� ����������� ��� ��������������

    ��������������!��������������8� ����

    � ����

    (�� ����� ����3� ���9�������3� ���� ��������3� $���� ������3� ����� ����������+�

    ��������� ��)�

    �2�

    Page 3 of 35 Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � �

    )��������������

    ���

    /�������������������������������(���������!���������6����������������#���

    ��� ����� ������� ����� ���� ������ ��������� �� ���� ����������� �!� ���������������

    ���������!�����9�����(�G����6�������=�����#��..�3����������5������#��..23���

    E������ ��� 4����#� �..2H8� 4��� �����#� �� ���� !����� �!� ���� ������ �!� �������

    ����������#���������!����������������������9���������������������9�����+�

    �!������1�������������������1�������������������������������GB�������������)�

    ��8#��.�.H#�����9��������������������!� ����� �������������� G����������� ��8#�2�

    �.��3�A������������8#��.��3�A����F�������8#��.��H#�������� ���������� �������������.�

    ����� ���6��� GA����F�� ��� ��8#� �.��3� �9���1/��I�� ��� ��8#� �.��H#� ��� ����� ���6��� �����

    ������������������������G��������%'��#��.��3�A�����F�������8#��.��H8����

    � � ���� ���������� ���� �������#� ��!!���������� ��� ��������� �� ����� 9(� ���������

    ���� ��������� G����6���� ��� =�����#� �..�3� A������ ��� ��8#� �..)3� ������ ������

    5������#� �..23� E������ ��� 4����#� �..23� ,�(����#� �.��H8� A�����(� ���� �����������

    ����� ������ �!� ���9���� �!� ������ ���� !�������� G,���� ��� "���!�(��#� �..�H0����

    .�/0�..� G.�/��0��'��9�9.������.��'H#����� G���������������H#�����.�$� G�&.����+�

    .�7�4� �3� $4.H8� ��D ��� �������� ���� ����������� ����������� G�������� ��� ��8#��)�

    �22+3������(������8#��...3�"��(������8#��..�3�B������#������8#��..�3������������8#��..�3��2�

    ����#��..�3�����������8#��..�3�/�6���������8#��..�H8�/����������� ���������6���������.�

    / ��D�4=�!����(��!�������������#�6������������������ ���� E�������-��6�����������

    ��4�!����(������������!������G:��������8#��22+3�"��(������8#��..�H8��������������

    ��������#� ��D ��� �������� ���� �9�;��������� 9(� ���� / ��D�4=� �������� ��� �������

    ��������#� 6���� �������� ���� ������(� �!� ��4� �������� GC���������� ��� ��8#� �..�3����

    :����F�� ��� %�(���#� �..�3� /�� ��� ��8#� �..+H8� /��� ",�� !����(� �!� �(�� ���� ���������

    �(�������������9����������������������'��������!���������������#�'���������

    ���#��������(�������G%'��������8#��..�3�����6�F������8#��..�3�A��F������8#��..+H8�/����+�

    �(����� ��������� ��� ��������� ��������� �!� �6�� ",�� �������� ���� 9��� ����������)�

    �����(�G����!���������8#��.��H8� �������������D ������",���������#�����!������2�

    �!��������������������������#��������F��(��������������������(�6����������.�

    Page 4 of 35Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � �

    ���������������!����(�G,�������"���!�(��#��..�3����������8#��..�H8���

    � � ������������������9�������������������!������!��������������������G6�������

    ������H� ��� ���9�������8�6��.�$�1� ���� 9��� �����!���� ��� �� �������� ���������� �!���

    ���� �(������� ��� ��������#� ���� ���� ������ ������������� 6��.�$�1� ���9�����

    ������� �������� ����� �������������� ��������� ����� ������ G:������ ��8#��..2H8�/�����

    �����2� ��9!����(��������� G�����21��H��!����9�������� �����9��� ��������� ���9����

    �����(�����9��3���6����#� �������������!���

  • For Peer R

    eview

    � �

    G����+2��.H#� �.�$< � G��������.H� ��� �.�$E� �"�� ��������� ���������(� �������������6���� ������ �!� �.�$ 1� ��� �.�$(���.�

    ��9!����(� ����8� /�����1����!�� ��������� �!� �.�$2 � !���� ���������� �!� �������

    ����������� ����� ��� ����� ��������� ��������� ����� ��!!��������(� ���������� ��������

    ��������� ����������#� ����� ���� ������#� ��� ����� ����������� ���6��8� /������

    ���������� ��������� ������� �!� �.�$2 � ���� ��� ���� ������� !����� �!� ���������

    ������� �������� �������� ����� !������� ������������� �� ���� ����1�!1!��������

    �����(�����!����������!����(������������������������!��������������8� ����

    ��+�

    ��)�

    ������2�

    ��.�

    Page 6 of 35Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � +

    ��������������������&�"��

    ��������������%����������������������

    ���

    A��������(#�����������������9������������!!�����������������������(���#�6���������

    ���������1��G,6H��(������!�=������������������������������!��������������������

    ������� ��������� �!� ��������� ����� G���� ��� ��8#� �.�.H8� ����� ����� �(����#� �����������

    6��������"�/5��*�����9�������������#�6�����������������!���������������������

    �����!�������3�4�����!����(��������������������������)�$ 0.;>�����!����(�+�

    ������ ���� ��������� G���� ��� ��8#� �.�.H8� ��� ������� ����� �(����� ��� ���������)�

    ���(���� �!� ������ �&.��� .�7�4� �3� $4.� G�.�$H� ����#� ��� !���� ����� ����2�

    �.�$2 �G��������.H��������6�����������������������������������������������8��.�

    � ��������� ��������� ��������� ����� !��� �.�$2 #� �� J�)..� 9�� C����#� �..)H8� C����� ���� ������������2�

    �������#���������������!��.�$2 �6��������F�����9�����������!�������������������.�

    ���� �������� ��������� ������ ��� �� ���� ������ ����� �!� ���� ���������� ��� ����������

    ��������� -��#� �������� ����� ����� ���� ������ ��� ��� ��������� ����� ������������

    ����������������(�����������������������9�����G4��8��=H8��.�$2 �6�������!����(����

    ����������������������6���������!�����G�.�K>��1������������������#�

  • For Peer R

    eview

    � )

    ������������������#��.�$2 �6���!�������9�������������������������(�������������

    ��������������������������-���G4��8��5H8�,�6����#� ���������������-��#����6�����

    ����!����(����������������������������G4��8��4H8� ���

    C����� �������� ����� ����������#� �.�$2 � 6��� ��������� �� ���� �������������

    ;�������������!������������������������G4��8��"#�,H8� ���������(#��.�$2 �6����������

    ����!����(������������ ����������������������������� ���� �������� �����������������

    ������������������!����������������������������9���F�������������������������G4��8�+�

    �"H8� � ���� �6�(� !������ �������� �����#� �.�$2 � 6��� ������(� ��������� �� ����)�

    ;��������������������������#����6��F�(��������������������������G4��8�� H8� �2�

    �(����(��#� ��������� ��� ��(�����#� �.�$2 � 6��� ����������(� ��������� �� �����.�

    ����������������G4��8���#�:����%H8����

    ����

    �%*�+, !-.$�������������������������������������������

    ����

    /�� ��F� ���� ��9�������� �����-����� �!� ���� ������� ������#� 6�� ��������� �����

    �������� ������� ��6���� ���� $�>E� G$����!��6���>�����E����H� �"�� ������������

    ������ �� $1�������� ������������ !����� 9��6��� ���� !���1������ ������� ��� �����+�

    5"4A� ������8� %������ �!� ���� !����� ������� �� �(����(��� ��� ����� ����� �!��)�

    ���9�(1����!���������9��������������6����������9(��!�����������(8����������2�

    ���6������������5"4A�!���������6��������!�����������(���������!���������������.�

    ���������������(����(���G4��8��>#�

  • For Peer R

    eview

    � 2

    ���������/1C

  • For Peer R

    eview

    � �.

    G4��8��=H8���

    � ���

    ��

    � ������� "��

    ���� ��� ������ ����� ��� �� �������� ���������

    ������������������������������������

    ���

    ����.�$2 ����������������� ���������������� �����9�������� ��������������#������

    ����������9��������������������������9�������������������������������������+�

    G:��� ��� ��8#� �..23� �����-� ��� ��8#� �.��3� $���� ��� ��8#� �.��H#� 6�� ��� �����������)�

    ������1����!������������!��.�$2 � !���������������!������������������������2�

    ���������������������������8�/��!��������� ��������������!����� ������������.�

    ������9����#� ���� �������� ������ 6���� ��������� �� �� =$"���::�;3� 9�F���������

    G4����������8#��..�3�4��8��=H8����

    � � ��� !����� ��������� �.�$2 � !���� ����3�4 � ���3�48� ���������8� � ���9�����������

    �����#�3�4 � ���������������(�6��� ������ �� ����������� ���6��F� ������������������

    ����;������������G���������8#��.�.3�4��8��$H8�5���������������!��.�$2 ����������

    9(� ���� 3�4 � ��������� ���� ��� ���� �������� �� ������ �������� ����������� ���#����

    ��������� �� �� ������ ���� �

    ��������D�������� ���F� G4��8� �C1"H8� � �������#��+�

    3�4 ::�.�$2 � ������ ���� ���������� ������ �!� ������� ����� ����� G4��8� �5#� "H#� 6������)�

    6���1�(����������(�����(��������������!������������������GC������4����#��.�.3�4��8��2�

    ��#� =H8�

  • For Peer R

    eview

    � ���

    ��������������������������������6���������!���������������-����6��������������(���

    �����(���������(����������G4��8��:H8� ���

    ���

    ���������� ��� ��

    � ������� "��

    ���� ��� ������ ���� ����

    ���

    � �������

    �������������������������������������

    ���

    ��� ����� ��������� �.�$2 � !���� ���� ���������� �!� �������������� ��������� ����8�+�

    /����� ���������� 6���� ����0� 567"#� .�$2#� ��� 3�)88� 567"� ������ ��)�

    ����������� �����������!����� G���F��������8#��..+H#�3�)8����������A1�� �(���2�

    ����������� !����� G����� ��� ��8#� �..�3� "������ ��� ��8#� �..+H#� ���.�$2� ������ ���.�

    �������1��F��F�����GC������������8#��..)H8�/��(�6�����������!�������'���������������!����

    ��������������������(�G�������������8#��.��3�A������������8#��.��3�A����F�������8#��.��H8����

    /��������� �����!!����9��6��� ������1����!������������!� ����������������������

    ���9���-��� ��@D ��� ������#� 6�� ��������� ���A���

    � ����� ���9����� �� ����1�����������

    ������������������������������!��������������� 8��������!��2�.�/0�..���������

    �!����9�������#��..8�6��������(���������9���������������������������������������

    �����

    ��������D�����������F��G�6����������8#��..�H8� ��+�

    � � 567"�6������������������;�������������!��������������������G���F��������8#��)�

    �..+3� 4��8� ��H8� /�����1����!�� ��������� �!� �.�$2 � !���� ���� 567"� ����������2�

    ������ ���� !�������� �!� ���������� ���� �

    ��������D�������� ���F�� �� �������.�

    ���������9��������;������������G4��8��=14H8� ��������#�567"::�.�$2 ��������������

    �����������(�������(����G4��8��$#�C#�4H#���F���������9���������3�4 ::�.�$2 ����������

    G4��8��5#�"H8����������#�������1����!������������!��..83("�

    �������9(�����567"����

    ������������9����������

    ��������D��������������;������������G4��8��"#�,H8����

    ���������(#� ��� ����� ���9��������� �

    ��������D�������� �� ���� ������ �������� G4��8����

    �"#�,H#������������������!!�����9���������������1����!������������!��.�$2 �!�������

    ����567"����������G4��8��=14H8��+�

    � � .�$2�6���������������������������������������������������������#���������)�

    (���� ��������������#� ������� ����� ����������������� GC���������� ��8#��..)3�4��8��2�

    � H8�5���������������!��.�$2 �!��������.�$2����������������� ������������!��.�

    Page 11 of 35 Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � ��

    ��������������.�$2�G4��8���#�:H8�4���������!������

    ��������D�����������F����

    �� ������ �������� 6��� ����9��� G4��8� ��#� :H#� 9��� ��� ��� ����������(� ��� ����� �� ������

    567"::�.�$2 � ������ G4��8� �=14H#� �������� ����� ���� 9������ ��������� �!���

    �.�$2 � �� ���� ������ ����� ����� ���� ���� ���������� ���� �!!���� �!� ������ �������

    �������� �� ���� ��������#� �������� ��� ���� �������� ��������� �!� �.�$2 � �� ������

    ;������������9(�����567"���������8�B��������������#�������1����!�������������

    �!��..83("�

    �!��������.�$2��������������������������F�9�������������������������+�

    ����������� �������� ��� ����� ���� ��567"::�..83("�

    � �����-� ��� ���6� �� 4��8� �#�)�

    .�$200�..83("�

    ������������6����������������

    ��������D�������������0������2�

    ����;�����������#�����������������(������������������G4��8��%H8� � ��.�

    � � 3�)8�6�����������(����������������������������������������������G����������8#����

    �..�3�"�����������8#��..+3�4��8��>H8�/�����1����!������������!��.�$2 �!�����������

    3�)8� ��������� ���9����� ������� �!!���� ��� ���������� �9���0� ���������� �������

    ��������D�������� ���F�� �� ������ �������#� ��� �����������(� ���� ��(���� �� �������

    �����������������-���G4��8��

  • For Peer R

    eview

    � ��

    � � /��� ����� ����������� ��������� �� ������ �������� ��������� 6���� ����� ���(-��8���

    .�$2::�.�$2 � ���������6�������(�����������������6���G4��8��=H#��������6������

    ������ ������� ���� �

    ��������D�������� �� (���� ��������� ����� 9��� ��6��� ������

    ��������D�������� �� ����� �������� ��� ����� G4��8� � H8�3�48::�.�$2 � ������ ������

    ������� ����������� ���6��� �� �� �!���� ���� ����������� ����������#� 6�������

    3�)8::�.�$2 �������������(�����������������������6��������!���������������������

    ����������� G4��8� �=H8� �� ���� 9��� ���������� ����� ���� ��������� �� ��6��� ����� �!�+�

    ������������������������

    �������������6���������!��������������������������)�

    6������������� !��� ���������������� �������� GB������O���#������8#��..�H8�B��� ��������2�

    6������������6���� ���������������������!�3�48����3�)8����������8�3�48�6����.�

    ��������� �� 9���� �������� ��� ����� ��� ���������� ��� ������� ����� G4��8� � H#� 6��������

    3�)8�6������������������������������G4��8��>H� � � � � � � � � ����

    � � � � � ����

    #���

    �������

    ����

    /��� ��������� ������� �!� �.�$2 � �� ����� ���������� 6��� ���������8� �.�$ 1����

    ��9!����(� ����� 6���� ��������� �� ���6��� �(����(��� �� �������� ��� �������+�

    �������#��������������������-������������������������������G�����-������8#��)�

    �.��H8� �.�$(�� ��� ���9���� �!� ���� ����� 6���� ��������� �� ���6��� ������� �!��2�

    �(����(��#���(�����#��������#�(�����������������������!�������������#�9�������.�

    �� ������ G$���� ��� ��8#� �.��H8� ,����#� 6�� !���� ����� ���� ��������� �!� �.�$2 � 6������

    ������(� ���������� ��� ���� ;������� ����� ��� ����D���������� �������� �!� ��������

    ���������3� ���� �� ���� ��� ����������� ����������#� ��� 6��� �����F��� �� �������

    ������������������������������������������������-����!����9��������������G4��8����

    ��14H8� 4����������#� �.�$2 � 6��� ��!!��������(� ��������� ������ �������� ��������

    ����������#�������!������9(�"���������(�����������������������������!������������

    ����� ���������#� ��� �� ������� ���������� ����� ���������� ���� �������� ������+�

    ����������G4��8��"1 H8� ���������������(����������#���������������!��.�$2 ������)�

    9���������������9������������9(����������������������������G>�--����������8#��..�3��2�

    C�����������8#��..�3�&���������8#��..+3�A������������8#��.��H8�/�F����������#������������.�

    Page 13 of 35 Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � ��

    ����� �.�$2 � 6��� ������(� ��������� �� �������� ��� 9���� ������������� �����

    ��������������8���

    � � ������15"4A� !����� �������� �����-�� ��� ���� (�������� G4��8� �>1AH#� 6�������

    5"4A1�����2����������15"4A������-������������(������������������9������

    G�����-������8#��.��3�$���������8#��.��H8��������������������������-�����������������

    �������������������������!��.�$2 �6������!!�����!�����.�$ 1�����.�$(�#�������

    �����(���� ��������� !���� ������������� �!� �.�$2 � ������ 9(� ���� $�>E� �"��+�

    ��������� ������� ��(� ������������� 6���� ������ �!� �.�$ 1� ��� �.�$(�� ��9!����(�)�

    ����8� � ���� ������ ����#� �������� ��������� ���� ��������� �(����(��#� �������2�

    �(����(����������������#�����������(����(��9��������� �����������#����������.�

    ���6�����(���G4��8���#�=#�53�4��8��3������-������8#��.��3�$���������8#��.��H8� �������������

    �!��.�$2 �����.�$ 1#� �����������������������(���6�������������� �����������

    �����������9�������G4��8��$#�C#�,3������-������8#��.��H3�6�����������������!��.�$2 ����

    ����.�$(�#� ����������������������������������� �6�������!�����������������

    G4��8� � 1%3� $���� ��� ��8#� �.��H8� ���������(#� ��(� �� ���� ���� �!� �.�$2 � ���� �������

    ������������������������������������(������������������������������������������

    �������� ���6���1�(��� ������� G4��8� �4#�"H8� /���#� ��� ������ ��F��(� ��������9���������+�

    ����� �������� ����� ����� ������������� 9��� ����� ����!���(� �� ������ �!� ����������)�

    !�����8������������(#����������������(��������������������������!����#�9����2�

    ��!!��������������������;�������!!�����������1����!���������8��.�

    � � /�����1����!�� ��������� �!� �.�$2 � !���� 3�4 #� 567"� .�$2� ��� 3�)8����

    ���������� ������ �6� ���� �

    ��������D�������� ���F�� �� ������ ������� ��������

    ��������������� G4��8��C1"3�4��8� �=14#�

  • For Peer R

    eview

    � ��

    ����������������������������������������#�9�����������������������������������

    �� ���� ����������� ���� �������� G4��8� ��#� :H8� � �������#� 3�48::�.�$2 � �����

    3�)8::�.�$2 � ������ ���� ������ ����������� ���6��� G4��8� �=H#� �������� �������

    �����������������������������������9����������������������!���������������������

    ��������8�/�F����������#������������F��(����������������������������������������

    �����������������������������#�9�������������������������������������������������

    ���������������������������8� �+�

    A��������(#��������9����������������������.�$�1������������������������������!�)�

    ��������6�������������������G:��������8��..2H#�6��������9���������.�$ 1����2�

    �.�$(�������������������������������!����������������������������G�����-#�����.�

    ��8#��.��3�$��������8#��.��H8�,����#����������!�����������#�6��!����������.�$2 ����

    ��������� ���� ������#� ��� ��� 6��� �����������(� ��������� !���� ���� $�>E� �"�����

    ��������� G4��8� �#� �H8� ��������#� ������ ������� ����#�;������������ ����#� �������������

    ����� ����� �� ����� ���������� �!� �������� ��������� ��������� �.�$2 � !�������

    ���������� �!� ���� ����������� ����� ��� ����� ��������� ��������� ����� 6�������

    ��!!��������(���������G4��8���H8�/���#��������� ��������2�6����

  • For Peer R

    eview

    � ��

    ������(��� !���������(� ��!!����� �!!���� �� ����� ��������� ��������� �������� �����

    ������9�������!����.�$2 �G4��8��H8�/������������!����9���-�����D ����������������

    ����8�/��(���������������$4/ ��

    �����6�(��!������������������������������������#���

    ��!!���������������������8�/��(������������9����������������9(� ���������������

    ����!�������!���������������������(�G,�(����#��.��3�������������8#��.��H8�B���

    ���������(#��������������������9(�6���������������������������������������

    ����������������������������8� ��6����9��������������������6������������������+�

    �������������������9��6��������..8���������.�$2 ������!�!����������(���8�)�

    �������������(�������������..83("��

    �����6��������������������.�$2 � ��������2�

    ��6��������;������8� ��.�

    /����.�$2 �!�������������������6��������(��������������������������������

    ����#�6�������������������������������������������������������8�/����������

    ����� 9�� �������� �� ���� ���������� �!� ���� ��-��� �!� ;������� ����� ������

    ����D�����������������#���D����� ���������������!��������������������������8����

    � �������#� ���� �.�$2 � ��9!����(� ������ !���� ���9���0� �.�$2!#� �.�$2 #����

    �.�$< ��� �.�$

  • For Peer R

    eview

    � �+

    ��������������������

    ���

    $������������������������������������

    .��*�'����� ��������� ���(���$����9��1.� ��� ����=$"���::�;3� 9�F������ G4�������

    �����8#��..�H�6��������������������!�6���1�(�����������������8�A������������������������

    !��� ����3�4�����!����(��������)�$ 0.;>�����!����(�G���������8#��.�.H������9�����

    �����������=�$8�������6�������!��1�������-�����������������������(���2���A�����+�

    ��������������"��9���Q��=���������6�����M�G6D�H������������M�G6D�H�����8�)�

    /��� ������� 6������������� ��� �R$� !��� �� �#� ��� ���� ����!������ ��� �� ������� �����2�

    G��R$#�).�K>��1��

    �1�����������6��������1�������������#��.1�.M��,H8� ��.�

    ����

    0��������������������������������������������

    ��� ����� ���� "�/5��*/>

    � �(����� !��� ������ ��������8� 5��(� ������� 6�������

    ������� ����� ���� �5

    DC1/BAB� F���� G �������H8� /��� A$�� �������� !������

    ��������� �!� ���(� ������� !��� ���� ����� ������ �!� �.�$2 ��� !��� ������������

    ������� �!��.�$2 #�567"#�.�$2� ���3�)8�6���� ������� ��/�9��� ��8� �..83("�

    �6������

    ��������� 9(� ����������� A$�� ����� �������� �� /�9��� ��8� 5��� ���(� ���� 6����+�

    �!������ 9(� C� !������� 6��� ���� ��������� ��� ������� ���� ���� ����������+�

    ��;���#������!�������6������������������!���������1����!����������8��)�

    �����!� ��������������������6������������������ ����.��*���������������������2�

    ������ "E��.�8� A����� 6���� ����!������ ����� ���� ������ �!��������� ��������.�

    Page 17 of 35 Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � �)

    G=������������8��22�H8�/�������������6��������������=���������6������8��K�D�%���

    �(����(�� ��� ��� K�D�%� F���(�� �������� �� ���� �������� ���F���8���

    �����1����� ��� ����-(����� �������� ����� 6���� ��������-��� ��� 6�� �����9�����

    ���������(�G���������8#��.�.H8� ���

    ���

    ����������������������1���������������������

    4��� ������������ �������� �!� "��� ���������#� (���� ��������� ��� ��!!�����+�

    �������������������������!!�����������!������������������6�����������8�/��(�)�

    6���������������+R$���������� �����>��19����1�1�����1�1����(�191C1��������2�

    ����G@1"��H#����>�����������!����(����#�.8�M�/�����@1�..#����.8��>���������.�

    ����������9�!!��#��,�+8.�6�����.��>�5C/�8���������6����6��������+.M�����������

    ��� ������� �������(��8� C $� G��!!�������1����!����1������H� ������� 6�������

    �������-��� ����� �� ��������� G��..� $$C����

    ���������5�������.#� "����(H� 6��� ����8� �����������

    ����!�����#� �1�1���� ��������� 6���� ������� �� 6����8� ������ ������ �� ������������

    �����6�����������6���� �1: ���������9������������(�GC������4����#��.�.H8��+�

    ��)�

    1���������)%%�����������

    ����2�

    ���������������(����(���6������������������������(������9���G$���#��.��H8�S�,T��.�

    ���6�������������!���������������9�����$�������#� 8�G��8�%����#�>B#����H8����

    /��� ������������� ����� �!� S�,T� ��� 6��� �������� ����� �� ��61����� ��������������

    ������G>���=�����#�A��F��5����H8� ����

    ����

    -���������������������2�����������������2��������������

    �������

    �!���� ��9������ !��� ���� ��������� �������� �� ���� ���#� ���� ������� 6���� ��������(����

    ������������8� ����� ��� �(����(�� ������ 6��� ��������� ����� ����!���� ������8��+�

    %������� ����� GU�� ��H� ��9���� 6���� ������ ����� ���� �������� ��� �� �����������)�

    ������8�4������������������#����������6��������!���������������������������2�

    �.�K>�

  • For Peer R

    eview

    � �2

    ��8�G�..�H�6����������8�/��������(����(���������������������������������������!���

    ����� ����� ���� ����� 6���� ��������� ��� �����9��� 9(� �����-� ��� ��8� G�.��H8� 5�����

    �����������������.1�.�������������6��������������������8���������������(�����!���

    ���� ����� 6��� ���!������ ����� >�����!�� 5��� ��� ������Q�� �1����8� ������ 6������

    �����������������9��A���������$��8���

    ��

    Page 19 of 35 Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � �.

    �������������������

    �����������(����������������9������A$A�����8���

    ���

    .���������

    /����6��F�6�������������9(�!�����!����������-�����-��+20��.�.1�.�2� ����

    $�����#� $8#� "�����#� 58#� C��#� B8#� @�#� %8#� ���#� *8#� ,���#� �8#� ��� ��8� G�.�.H����

    $�������� ��� ����� !������ !��� .��*�'����� ��������� > ��.� �� �����9�(� �!����

    ����������������������������������8�C-�>��-�����-��)�0�����)1����)8��+�

    $���#� :8#� %����#� $8"8#� ������#� A8,8#�>����(#� "8�8#�>���(#� "8:8#�

  • For Peer R

    eview

    � ��

    C�����#�$8#�/�(���#�=8%8#�5�6����#�:8C8#�=��6#�A858#�,���#��8#����>�������#�,8"8� ���

    G�..�H� ���(���� �!� ������ �!� ����;?$.�?� ��������� �������� ����� ���������

    ;�����������������������.��*�'����8�3�����3�����-���.0�����1��+�8���

    C�������#� �8E8#� ��#� ,8#� A�����6��(#� �8:8#� >�����6�#� ����#� $8#� :���-#� >8#� ���

    ���"����6���#�58�G�..�H��"� �#����9��������"������������(� !��������������#���

    �� �!�������� �������� �!� ���9�������� ��1���������(� �������� ��� �������������

    !�����8�>&��>�����-��0���8�+�

    C������#� 8#�E��������#�E8#�C���(9��#�=8#�%����;��#�>8A8#�"���6���#��8#�E��C����#�)�

    C8#������8�G�..)H��������1��F��F������$������������!����������������������������2�

    ���9������������8������������0��2�1�2+8��.�

    C���������#�8�G�..�H�/���419���������/ �����������

    �����������8�4���������0����1�������

    C��#� &8#� ��� 4����#� �8� G�.�.H� ���� ���������� ������� ����� ���� ��!!���������� �����

    .��*�'����������8�3��-�4���-�.��'-����-�����.8��.+0���.��1��.��8����

    5����(#�:8�8#�,���#� �8�8#� A����#�B8#�B����#�:8#� �����#�/8#� ���#�:8#� ��� A�F����#����

    $8�8� G�..�H8� "���6�(1������9��� ������� !��� ����� !������� ������� ������

    ���������8�3�����C���0����1��28��+�

    5��������#�"8>8#�$����#�A8�8#�A������6��#��8#�����-#�>8#�$������#�C8#�$�����#�$8#�����)�

    ��8�G�.��H�5������!�������%�1A�A���������������������������6�(������!�������2�

    �������������������������������8�3������������0��22�1�.����.�

    4��F��#�:8�8#�%��#��8,8#�A����#�C8#�:����#��8E8#������-#��8:8#�"�#�$8#������8� G�.��H����

    A,*/B$,�B>51

  • For Peer R

    eview

    � ��

    G�.��H�>�����������������Ⅱ�������F�(������ �������������1������������������

    �(��� ������� �!����� �� ����� ������� ���� ���������� ��� ��!���8�3��-�4���-���

    .��'-����-�����.-��.)0��.+�)1�.++�8���

    "��(#� �8>##� :����F�#� �8#� �����#� C8#� %�(���#� B8#� ��� 5������#� >8� G�..�H� ������

    ���������� �$4/ ��

    � V�������� ����������� �!� ��@D ��� �������8� 4������ ���0���

    �+�1�+����

    ,���#� "8� ��� "���!�(��#� /8� G�..�H� ���1���������� ���� ��������0� ����#�+�

    ����������������������(�!�����8�3�����&�-�>��-��20��+�1�)�8�)�

    ,������#� =8�8#� ��� >����#� A8,8� G�..)H� ��%�#� ��"�� ��� A 8#�/(���#��8:8#����:�����#��8A8�G�..�H�"����16�������(���#�����������(����

    ������#� ��� ��������� �!� ����(� ���1���������� �.�$� ���� !����(� �� �������

    G6�����������H8���������))0���.1�+�8����

    ����#�=8� ���%'���:8� G�.��H� ��9�������� ����� ���������0� ���� ����������� �!����

    ������(���������������8�����-�6���-�3�����>��-���0�2+1�.�8��+�

    �����#�581>8#�"�#�*8#�=��1/�����#��8#����6���#�:8%8#�"����(#��8C8#���!!���#�$858#������8��)�

    G�.��H� �� C5%%�� �� ��������0� �A�/�%�� ��������� ���� ���6��� �!� ���� �����������2�

    .��*�'������������8�3������������0����+1����8��.�

    :��#��8#�=�#�*8>8#�&��#�/8������������#��8�8�G�..2H������2#������������1����8#� -W#� C8#� ��� C���F��#� �8� G�..�H� "�/5��*/>� ������� !������

    ����9�������1������������������!�������8�)���'��3��������-�+0��2�1�2�����

    :����F�#��8#����%�(���#�B8�G�..�H�/������9��������419���������/ ���������������

    �������8�4���������0����1���8��+�

    :��#��8#�,�����#�:8#����/��������#��8� G�22+H�A�����1���������������������� �����)�

    ��D ����������8�3��-�4���-�.��'-����-�����.-�12:���+)�1��+2���2�

    :�������:81�8#� P�#� 48#� /��#� %81�8A8#�>���(���#� :8#� :���F���#� �8#� 4�'���#� *8� ��� ��8��.�

    Page 22 of 35Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � ��

    G�.��H� ���9�������� $(��D,���� -�1!����� �������� �&4�� ��� �&4�� ��������(���

    ��������� �9����� ���1����������� ��� ���1����9��� ������ ����� �9����� ���������

    �������8�3�����3�����-���+0�+��1+�����

    %�������#�8#���9���#���-��.0��.2V���8��.�

    >�--����#� >8�8#� ����#� >8E8#� �������#� �8�8#� A������#� �8#� =�������#� >8�8�8#����

    >��������#� �8#������8� G�..�H�A�(���������������!� ����.��*�'����� ���������������

    ����������������������������������8�3�����������+0���.+1����8����

  • For Peer R

    eview

    � ��

    5�������� �!� =���� ������ (����6� ���� ������ ���� ������� ������ ����������

    ����������� ����� 9�����������(��� ��.��*�'����� ��������8�)����������$��-���

    �.0����1���8���

    A������#��8#�>��9��#��8C8#������9����#��8�G�.��H�"��6������������������!������������

    ��������������8�����-�6���-�3�����>��-���0��+1��8���

    A����F�#� �8�8#� �����#� $8>8#� ��� =�!�(#� A8��!���#� �8#� "���!�(��#� /8#� >����(#� �8#� ��� ��8����

    G�222H� �� ���1C������� ������� �����-��� �!� ������� ��� �������(� �� �������

    .��*�'���������8������220����1�+�8��+�

    �����#� �8#� ��� 5������#� >8� G�..2H� ����� ������� ��� �������� ������ �� ������)�

    ��������������8�4��������20��.+�1�.+)��2�

    ���F��#��8:8#�%��'��#�>8#�>�(������#��8#�%�����#�>8#�,��������#�/8#�

  • For Peer R

    eview

    � ��

    E������� �8� G�..�H� %����-����� �!� ���� ���� ��������� ��@�� ��������� �6�� !�������(��.�

    ���������������������������6�(�������������������9����������������8������=��-����

    ��0����)1��������

    /�#�@8#�$������1E������9��#�%8 8�8#������#�>8#�&���#�$8#���9���#�$8E8#�5������#����

    >8#����&���#���������!��������������9(� ����/ ����9�;��������

    ������8�4���������0���.1�������

    /�6���#��8=8#����#�@8�8#�,���#�"8#����"���!�(��#�/8�8�G�..�H���@D ������������������

    ����������������#�������������9����(����������(���������������9(����8�3�����������+�

    ��0��).21�)����)�

    �9���1/��I�#��8#�=�������#�"8/8�8#����=����#�>8�8�G�.��H�,������������������!��2�

    ��������6��0� ���������� ����� ���������� �������9���9�������8�)���'��3��������-��+0��.�

    ���1���8����

    �9���1/��I�#��8#�4������#�48#�$�������#� 8#�=�������#�"8/8#�=�������#��8#��6����#��8#����

    ��� ��8� G�..2H� "�99������� �������� �� ���� ���������� ������� ���9�������� ��������

    �����������-�8�����-�>��-��20���2�1��228����

    �9���1/��I�#��8#��6����#��8#�$�����#��8#��6����#�:8#�%����-�#�%8#�=�������#�"8/8#�������

    ��8�G�..)H���������6��������9����������;��������99������DC5%%�������������������

    ���������8�4��-������>��-��.0����1��)8��+�

    �������#� /8#� >��!���#� �8#� ,���#� "8#� ��� "���!�(��#� /8� G�22+H� ��D ��� ���������)�

    ������������������!� ������������������������������������(��������(�������2�

    �������������������8�3����������20��2��1�2+�8� ��.�

    Page 25 of 35 Plant & Cell Physiology

  • For Peer R

    eview

    � ��

    E�����#��8� ���4����#� �8� G�..2H����0��� �������� !��� ����� ������� ����������8���

    ��������0��..�1�.��8���

    ���'���#�C8#�=�F���� #58#� �O���#�:858#� ��������#��8#�,���#�/8#�:���-#�>8#� ��� ��8���

    G�..�H�C����������������!���(��!�������������9(��������!���4������D �����

    �����������������������8�?&>6�C-���0��)+�1�))����

    ����!���#�$8�8#�&�9����#�$8#�,�����#��8#�:���#��8#�8,8#������-#��8>8�G�.��H���

    ���������� 9����� !��� ����������� ���������� �!� ����� �������� 9(� ",�� �������8�+�

    �����������0��+.)1�+��8�)�

    ����6���#� �8�8#� ��� =�����#� =8� G�..�H� ���0� ���������#� ����#� ��� ��������8�2�

    �8�=��8�2�0�+.+1+��8��.�

    �����(#�$8:8#�&����#�

  • For Peer R

    eview

    � �+

    .������������

    ���

    .��3�,3�/��������������������!������.�$2 ����#����������9�������������-������!���

    �������!�����������8���J�)..�9������������������!��.�$2 �6���!�����6����������

    ?�;31����������������8�"����5"4A�G�����������!���������������H����������

    �������A �G����������������#������������6��������H��������6�������6���9(��!���