Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
MY
Min Yu
Author with expertise in Molecular Responses to Abiotic Stress in Plants
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
10
(50% Open Access)
Cited by:
572
h-index:
30
/
i10-index:
64
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Non-stomatal limitation of photosynthesis by soil salinity

Ting Pan et al.Mar 11, 2020
Soil salinity is a major threat to agricultural sustainability and a global food security. Until now, most research has concentrated around stomatal limitation to photosynthesis, while non-stomatal limitations receiving much less attention. This work summarizes the current knowledge of impact of salinity on chloroplast metabolism and operation and finding viable solutions to minimize it. The major topics covered are: (1) the key targets of the photosynthetic apparatus under salt stress; (2) a tolerance of PSII to salt stress and its repair; (3) salinity effects on biochemistry of CO2 fixation and its regulation; (4) ionic requirements for optimal operation of chloroplasts; and (5) ion transport systems in chloroplasts that optimize chloroplast performance under hostile saline conditions. We show that enhancing plant capacity for protection by modifying PSI cyclic electron transport, redistribution of electron transport between photosystems, thylakoid membrane composition and photosynthetic antioxidant enzymes activity may be a promising way to improve tolerance to salt stress under real-field condition. It is concluded that revealing the molecular nature of chloroplast ion transporters and understanding the modes of their operation will ensure the future sustainability of the world agriculture and the prospects of biological phytoremediation of salinized land via using salt-tolerant crop germplasm.
0
Paper
Citation193
0
Save
0

Arbuscular mycorrhizal fungi mitigate cadmium stress in maize

Qiqiang Kuang et al.Jan 1, 2025
Soil cadmium (Cd) pollution poses a significant environmental threat, impacting global food security and human health. Recent studies have highlighted the potential of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi to protect crops from various heavy metal stresses, including Cd toxicity. To elucidate the tolerance mechanisms of maize in response to Cd toxicity under AM symbiosis, this study used two maize genotypes with contrasting Cd tolerance: Zhengdan958 (Cd-tolerant) and Zhongke11 (Cd-sensitive). Rhizobox experiments were conducted with and without AM inoculation, alongside Cd treatment. The results revealed that Cd stress severely impaired growth and root development in both genotypes. However, AM symbiosis significantly improved plant height, stem diameter, biomass, root morphology, photosynthetic capacity, nutrient uptake, antioxidant enzyme activity, root Cd content, and concentration, while also reducing lipid peroxidation and shoot Cd accumulation in both genotypes. Notably, AM symbiosis had a more pronounced effect on stem diameter (increased 55 %), root dry weight (118 %), root superoxide dismutase (42 %), and peroxidase activity (209 %), as well as shoot translocation factor (77 %) in Zhongke11 compared to Zhengdan958. Overall, AM symbiosis alleviated Cd toxicity in maize through multiple mechanisms, including enhanced photosynthesis, nutrient uptake, antioxidant defenses, and modulation of Cd transport and accumulation. This study provides valuable insights into the potential application of Cd-tolerant maize genotypes and AM symbiosis for managing Cd-contaminated soils.
0
Citation1
0
Save
0

Understanding the role of boron in plant adaptation to soil salinity

Meihua Qu et al.May 1, 2024
Abstract Soil salinity is a major environmental constraint affecting the sustainability and profitability of agricultural production systems. Salinity stress tolerance has been present in wild crop relatives but then lost, or significantly weakened, during their domestication. Given the genetic and physiological complexity of salinity tolerance traits, agronomical solutions may be a suitable alternative to crop breeding for improved salinity stress tolerance. One of them is optimizing fertilization practices to assist plants in dealing with elevated salt levels in the soil. In this review, we analyse the causal relationship between the availability of boron (an essential metalloid micronutrient) and plant's adaptive responses to salinity stress at the whole‐plant, cellular, and molecular levels, and a possibility of using boron for salt stress mitigation. The topics covered include the impact of salinity and the role of boron in cell wall remodelling, plasma membrane integrity, hormonal signalling, and operation of various membrane transporters mediating plant ionic and water homeostasis. Of specific interest is the role of boron in the regulation of H + ‐ATPase activity whose operation is essential for the control of a broad range of voltage‐gated ion channels. The complex relationship between boron availability and expression patterns and the operation of aquaporins is also discussed.
0
Paper
Citation1
0
Save
0

Manganese toxicity elicits the degradation of auxin transport carriers to restrain arabidopsis root growth

Lin Tao et al.Jun 27, 2024
Manganese (Mn) is an essential microelement for plant growth but can be toxic when in excessive. Mn toxicity-inhibited root growth possible involves in auxin biosynthesis and transport in plants, but the mechanism remains elusive. Our results have suggested that Mn-inhibited root growth was possible associated with a reduced auxin levels in roots, as shown in experiments with (1) transgenic DII-VENUS and DR5rev::GFP; (2) the application of L-kynurenine (an inhibitor of TAA1 activity), 1-naphthylacetic acid (NAA), 1-naphthylphthalamic acid (NPA) to manipulate auxin levels; (3) using taa1 (defection in auxin biosynthesis) mutants; and (4) determining IAA by enzyme-linked immunosorbent assay. Those results were explained via down-regulated transcriptional levels of auxin biosynthesis-related genes in plants, and reduced abundance of PM-localized auxin transport carriers in roots. Combination of auxin transport-related transgenic pPINs-GFP or pAUX1::AUX1-YFP lines and a real-time in vitro observation of PM-localized PIN2/3/4 carriers using transgenic Dendra2 lines have revealed that excessive Mn induced degradation of these proteins, which might involve in Mn toxicity-elicited up-regulation of partially ubiquitin-, clathrin-meidiated endocytosis (CME)-, and endosomal sorting complex required for transport (ESCRT)-related genes. Overall, our results suggest that Mn toxicity reduces auxin level in the root apex possible via down-regulation of auxin biosynthesis-related genes and post-translational stimulation of the degradation of auxin transport proteins, leading to root growth inhibition caused by Mn toxicity.
0
Citation1
0
Save
0

Combined dynamic transcriptome and flavonoid metabolome reveal the role of Mo nanoparticles in the nodulation process in soybean

Haibo Liu et al.Jun 7, 2024
Symbiotic nitrogen fixation can reduce the impact of agriculture on the environment by reducing fertilizer input. The rapid development of nanomaterials in agriculture provides a new prospect for us to improve the biological nitrogen fixation ability of leguminous crops. Molybdenum is an important component of nitrogenase, and the potential application of MoO3NPs in agriculture is largely unexplored. In this study, on the basis of verifying that MoO3NPs can improve the nitrogen fixation ability of soybean, the effects of MoO3NPs on the symbiotic nitrogen fixation process of soybean were investigated by using dynamic transcriptome and targeted metabolome techniques. Here we showed that compared with conventional molybdenum fertilizer, minute concentrations of MoO3NPs (0.01–0.1 mg kg−1) could promote soybean growth and nitrogen fixation efficiency. The nodules number, fresh nodule weight and nitrogenase activity of 0.1 mg kg−1 were increased by 17 %, 14 % and 27 %, and plant nitrogen accumulation increased by 17 %. Compared with conventional molybdenum fertilizer, MoO3NPs had a greater effect on apigenin, kaempferol and other flavonoid, and the expression of nodulation related genes such as ENOD93, F3'H. Based on WGCNA analysis, we identified a core gene GmCHS9 that was positively responsive to molybdenum and was highly expressed during MoO3NPs induced nodulation. MoO3NPs could improve the nitrogen fixation ability of soybean by promoting the secretion of flavonoids and the expression of key genes. This study provided a new perspective for the nano-strengthening strategy of nodules development and flavonoid biosynthesis by molybdenum.
0
Citation1
0
Save
1

Single-cell transcriptomic analysis of pea shoot development and cell-type-specific responses to boron deficiency

Xi Chen et al.Jun 14, 2023
Summary Understanding how nutrient stress impacts plant growth is fundamentally important to the development of approaches to improve crop production under nutrient limitation. Here we applied single-cell RNA sequencing to shoot apices of Pisum sativum grown under boron (B) deficiency. We identified up to fifteen cell clusters based on the clustering of gene expression profiles and verified cell identity with cell-type-specific marker gene expression. Different cell types responded differently to B deficiency. Specifically, the expression of photosynthetic genes in mesophyll cells (MCs) was down-regulated by B deficiency, consistent with impaired photosynthetic rate. Furthermore, the down-regulation of stomatal development genes in guard cells (GCs), including homologs of MUTE and TOO MANY MOUTHS , correlated with a decrease in stomatal density under B deficiency. We also constructed the developmental trajectory of the shoot apical meristem (SAM) cells and a transcription factor (TF) interaction network. The developmental progression of SAM to MC was characterized by up-regulation of genes encoding histones and chromatin assembly and remodeling proteins including homologs of FASCIATA1 (FAS1) and SWITCH DEFECTIVE/SUCROSE NON-FERMENTABLE (SWI/SNF) complex. However, B deficiency suppressed their expression, which helps to explain impaired SAM development under B deficiency. These results represent a major advance over bulk-tissue RNA-seq analysis in which cell-type-specific responses are lost and hence important physiological responses to B deficiency are missed. The reported approach and resources have potential applications well beyond P. sativum species and could be applied to various legumes to improve their adaptability to multiple nutrient or abiotic stresses.
1

Boron Supply Restores Aluminum-Blocked Auxin Transport by Modulation PIN2 Trafficking in the Arabidopsis Roots

Tao Lin et al.Dec 11, 2021
Abstract This study tested a hypothesis that boron (B) supply alleviates aluminum (Al) toxicity by modifying auxin distribution in functionally different root zones. Auxin distribution and transport at various Al and B ratios were analyzed using the range of molecular and imaging techniques. Al stress resulted in increased auxin accumulation in root apical meristem (MZ) and transition zones (TZ) while reducing its content in elongation zone (EZ). This phenomenon was explained by reduction in basipetal auxin transport caused by Al blockage of PIN2 endocytosis, regulated at posttranscriptional level. This inhibition of PIN2 endocytosis was dependent on actin filaments and microtubules. B supply facilitated the endocytosis and exocytosis of PIN2 carriers via recycling endosomes conjugated with IAA to modify Al-induced auxin depletion in the EZ. However, disruption of auxin signaling with auxinole did not alleviate Al-induced inhibition of root growth. B supply alleviates Al-induced inhibition of root growth via restoring the endocytic recycling of PIN2 proteins involved in the basipetal (shootward) auxin transport, restoring Al-induced auxin depletion in the elongation zone. Short summary Aluminum-intensified PIN2 abundance, nontranscriptional, via repressing PIN2 endocytosis to block polar auxin transport, and this adverse effect could be alleviated by boron supply.
0

Boron controls apical dominance in Pea (Pisum sativum) via promoting polar auxin transport

Yutong He et al.Jan 1, 2025
Abstract Plant architecture and subsequent productivity are determined by the shoot apical dominance, which is disturbed by the deficiency of boron, one of the essential trace elements for plant growth and reproduction. However, the mechanism by which B controls shoot apical dominance or axillary bud outgrows under B deficiency is still unclear. This work aimed to investigate the mechanistic basis of this process, with focus on the interaction between B and polar auxin transport. Adopting an all‐buds phenotyping methodology and employing several complementary approaches, we found that boron deficiency inhibited plant growth and changed the shoot architecture, resulting in the outgrowth of axillary buds at nodes 1–3. This was related to the auxin accumulation in shoot apical parts buds under B deficiency. Applying N‐1‐naphthylphthalamic acid to inhibit auxin transport from the shoot apex promoted the outgrowth of axillary buds in boron‐sufficient (+B) plants. In decapitated plants, the application of exogenous auxin to the shoot apex only inhibited the outgrowth of axillary buds in +B plants. At higher auxin doses, the toxic effect of IAA was observed in the lower part of the shoot, which was more severe in +B plants than in B‐deprived (‐B) plants. Furthermore, the expression of PsPIN3 was significantly downregulated under ‐B conditions. These results indicate that B deficiency inhibits PAT from the apical bud through the main stem to the lower parts, leading to an increase of auxin level in the apical bud, which inhibits the growth of apical buds while stimulating the outgrowth of axillary buds.