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The phylogenetic tree gathering the plant Zn/Cd/Pb/Co P1B-ATPases appears to be structured according to the botanical families - 26/11/11

Doi : 10.1016/j.crvi.2011.09.004 
Walid Zorrig a, b, Chedly Abdelly a, Pierre Berthomieu b,
a Laboratoire des plantes extrêmophiles, centre de biotechnologie, BP 901, Hammam-Lif 2050, Tunisia 
b Biochimie et physiologie moléculaire des plantes, unité mixte de recherche CNRS–INRA–université Montpellier 2–Montpellier SupAgro, place Viala, 34060 Montpellier cedex 2, France 

Corresponding author.

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Abstract

Plant Zn/Cd/Pb/Co P1B-ATPases (HMAs) play different roles, among which are the control of metal transport from the roots to the shoot and/or from the cytoplasm into the cell vacuole. Transferring the knowledge acquired on HMAs from model species to HMAs from other species requires one to identify orthologues in these other species. Through an extensive screening of the public sequence databases, 96 plant P1B-ATPases showing orthology to any of the AtHMA1, AtHMA2, AtHMA3 or AtHMA4 isoforms were identified from 32 plant species belonging to 15 botanical families. The number of paralogues within a species varied greatly from species to species, even within a specific botanical family, suggesting that gene duplication events occurred after speciation. The phylogenetic tree gathering the Zn/Cd/Pb/Co P1B-ATPases was strongly structured according to the botanical family to which the sequences could be related to. In particular, no strict orthology relationship links the Brassicaceae HMAs to the non-Brassicaceae or the Poaceae ones. Recent data showed that the sole rice HMA characterised to date displays different functional properties from the Arabidopsis HMAs. Altogether, data suggest that it might be risky to directly transfer the knowledge acquired through the study of HMAs in model plant species to HMAs from other species.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Les P1B-ATPases à Zn/Cd/Pb/Co végétales (HMAs) sont impliquées dans le contrôle du transport des métaux des racines vers les feuilles, ou pour certaines du cytoplasme vers la vacuole. Le transfert aux autres espèces végétales des connaissances acquises sur les HMAs déjà caractérisées impose d’identifier les orthologues de ces HMAs chez ces autres espèces. Un criblage extensif des bases de données publiques de séquences a permis d’identifier 96 P1B-ATPases orthologues à l’une ou l’autre des isoformes AtHMA1, AtHMA2, AtHMA3 ou AtHMA4 chez 32 espèces végétales appartenant à 15 familles botaniques. Le nombre de paralogues est très variable d’une espèce à l’autre, y compris au sein d’une même famille botanique. Cela suggère que des événements de duplication de gènes se sont produits après spéciation. L’arbre phylogénétique regroupant les P1B-ATPases à Zn/Cd/Pb/Co s’est avéré fortement structuré en fonction des familles botaniques auxquelles les séquences sont rattachées. En particulier, aucune orthologie stricte ne lie les isoformes d’HMA identifiées chez les brassicacées à celles qui sont identifiées chez les non-brassicacées ou chez les poacées. Des données fonctionnelles obtenues par ailleurs montrent que la seule HMA de riz caractérisée à ce jour possède des propriétés différentes des HMAs d’Arabidopsis. L’ensemble des données suggère qu’il semble difficile de transférer directement aux HMAs des autres espèces les propriétés fonctionnelles des HMAs d’Arabidopsis ou de riz.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Zinc and cadmium transporters, Heavy metal P1B-ATPases, HMA, Phylogeny

Mots clés : Transporteurs de zinc et de cadmium, P1B-ATPases aux métaux lourds, HMA, Phylogénie


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Vol 334 - N° 12

P. 863-871 - décembre 2011 Retour au numéro
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