Abstract Asymmetric cell division generates new cell types and is a feature of development in multicellular organisms. Prior to asymmetric cell division, cell polarity is established. Zea mays stomatal development serves as an excellent plant model system for asymmetric cell division, especially the asymmetric division of the subsidiary mother cell (SMC). In SMCs, the nucleus migrates to a polar location after the accumulation of polarly localized proteins, but before the appearance of the preprophase band. We examined a mutant of the outer nuclear membrane protein, which is part of the LINC (linker of nucleoskeleton and cytoskeleton) complex that localizes to the nuclear envelope in interphase cells. Previously, mlks2 ( maize linc kash sine-like2 ) was observed to have abnormal stomata. We confirmed and identified the precise defects that lead to abnormal asymmetric divisions. Proteins that are polarly localized in SMCs prior to division polarize normally in mlks2 . However, polar localization of the nucleus is sometimes impaired, even in cells that have otherwise normal polarity. This leads to a misplaced preprophase band and atypical division planes. MLKS2 is localized to mitotic structures, however the structure of the preprophase band, spindle and phragmoplast appeared normal in mlks2 . Timelapse imaging revealed that mlks2 has defects in pre-mitotic nuclear migration towards the polarized site, and unstable position at the division site after formation of the preprophase band. We show that nuclear envelope proteins promote pre-mitotic nuclear migration and stable nuclear position, and that the position of the nucleus influences division plane establishment in asymmetrically dividing cells. One-sentence summary Nuclear movement and positioning prior to asymmetric cell division is required for deciding the future division site.

Radiocesium, accumulated in the soil by nuclear accidents is a major environmental concern. The transport process of cesium (Cs+) is tightly linked to the indispensable plant nutrient potassium (K+) as they both belong to the group I alkali metal with similar chemical properties. Most of the transporters that had been characterized to date as Cs+ transporters are directly or indirectly linked to K+. Using a combinatorial approach of physiology, genetics, cell biology and root uptake assay, we identified two ATP-Binding Cassette (ABC) proteins, ABCG37 and ABCG33 as facilitators of Cs+ influx. The gain-of-function mutant of ABCG37 (abcg37-1) showed hypersensitive response to Cs+-induced root growth inhibition, while the double knock out mutant of ABCG33 and ABCG37 (abcg33-1abcg37-2) showed resistance. Single loss-of-function mutant of ABCG33 and ABCG37 did not show any alteration in Cs+ response. Short term uptake experiment with radioactive Cs+ revealed reduced Cs+ uptake in abcg33-1abgc37-2 compared with wild type in presence or absence of K+. Potassium response and content were unaffected in the double mutant background confirming that Cs+ uptake by ABCG33 and ABCG37 is independent of K+. Collectively, this work identified two ABC proteins as new Cs+ influx carriers, which act redundantly and independent of K+ uptake pathway.

Arsenic contamination is a major environmental issue as it may lead to serious health hazard. Reduced trivalent form of inorganic arsenic, arsenite, is in general more toxic to plants compared with the fully oxidized pentavalent arsenate. The uptake of arsenite in plants has been shown to be mediated through a large subfamily of plant aquaglyceroporins, nodulin 26-like intrinsic proteins (NIPs). However, the efflux mechanisms, as well as the mechanism of arsenite-induced root growth inhibition, remain poorly understood. Using molecular physiology, synchrotron imaging, and root transport assay approaches, we show that the cellular transport of trivalent arsenicals in Arabidopsis thaliana is strongly modulated by PIN FORMED 2 (PIN2) auxin efflux transporter. Direct transport assay using radioactive arsenite, X-ray fluorescence imaging (XFI) coupled with X-ray absorption spectroscopy (XAS), and ICP-MS analysis revealed that pin2 plants accumulate higher concentrations of arsenite in root compared to wild-type. At the cellular level, arsenite specifically targets intracellular cycling of PIN2 and thereby alters the cellular auxin homeostasis. Consistently, loss of PIN2 results in aresenite hypersensitivity in root. XFI coupled with XAS further revealed that loss of PIN2 results in specific accumulation of arsenical species, but not the other metals like iron, zinc or calcium in the root tip. Collectively, these results demonstrate that PIN2 serves as a putative transporter of arsenical species in planta .

Abstract Stomata are epidermal pores that facilitate plant gas exchange. Grasses have fast stomatal movements, likely due to their dumbbell-shaped guard cells and lateral subsidiary cells. Subsidiary cells reciprocally exchange water and ions with guard cells. However, the relative contribution of subsidiary cells to stomatal closure is unresolved. We compared stomatal gas exchange and stomatal aperture dynamics in wild type and pan1 , pan2 , and pan1;pan2 maize ( Zea mays ) mutants, which have varying percentages of aberrantly formed subsidiary cells. Stomata with 1 or 2 defective subsidiary cells cannot close properly, indicating that subsidiary cells are essential for stomatal function. Even though the percentage of aberrant stomata is similar in pan1 and pan2, pan2 showed a more severe defect in stomatal closure. In pan1 , only stomata with abnormal subsidiary cells fail to close normally. In pan2 , all stomata have stomatal closure defects, indicating that PAN2 has an additional role in stomatal closure. Maize Pan2 is orthologous to Arabidopsis thaliana GHR1, which is also required for stomatal closure. PAN2 acts downstream of Ca 2+ in maize to promote stomatal closure. This is in contrast to GHR1, which acts upstream of Ca 2+ , and indicates differently wired pathways in maize and Arabidopsis.

Summary SWEET transporters are a unique class of sugar transporters that play vital roles in various developmental and physiological processes in plants. While the functions of SWEETs have been well established in model plants such as Arabidopsis , their functions in economically important fruit crops like pineapple have not been well studied. This study investigated the substrate specificity of pineapple SWEETs by comparing the protein sequences of known glucose and sucrose transporters in Arabidopsis to those in pineapple. Genome-wide approach and 3D structure comparison showed that the Arabidopsis SWEET8 homolog in pineapple, AcSWEET10, shares similar sequences and protein properties responsible for glucose transport. To determine the functional conservation of AcSWEET10, its ability to complement glucose transport mutants in yeast, its expression in stamens, and its impact on the microspore phenotype and seed set in transgenic Arabidopsis were analyzed. AcSWEET10 was found to be functionally equivalent to AtSWEET8 and plays a critical role in regulating microspore formation through the regulation of CalS5. Manipulating SWEET transporter activity could have important implications for improving fruit crop yield and quality.

Success story of plant-based medicine had been overlooked during the advent of modern pharmaceutical industry. Despite the negligence of the multimillion-dollar drug industry, people entirely rely on medicinal plants in some part of the world. In this study, we have emphasized on going back to those traditional medicinal practices to figure out their underlying mechanism to move forward on phytochemical based drug development. We screened Medicinal Plant Database Bangladesh 1.0 (MPDB1.0) and on-going extension, MPDB2.0, of that database to find traditionally used medicinal plants and their active compounds. Here, Mangiferin, extracted from Mangifera indica, have been demonstrated to interact with cell cycle regulator Cyclin-dependent Kinase 4 (CDK4). CDK4 is differentially expressed during Glioblastoma multiforme (GBM), Brain Lower Grade Glioma (LGG), and Sarcoma (SARC). Expression of CDK4 is interlinked to the patients survival rate and its consistent expression throughout different stages have provided the advantage to use it as diagnostic tool and drug target. Altogether, this study demonstrated that simple mango tree extracted active compounds, mangiferin, can work as potential anticancer drug and leveraging the recent advancement of sequencing and gene expression data can accelerate the phytochemical based drug discovery process.