Abscisic acid (ABA) is a key hormone for plant growth, development, and stress adaptation. Perception of ABA through four types of receptors has been reported. We show here that impairment of ABA perception through the PYRABACTIN RESISTANCE1 (PYR1)/PYR1-LIKE (PYL)/REGULATORY COMPONENTS OF ABA RECEPTORS (RCAR) branch reduces vegetative growth and seed production and leads to a severe open stomata and ABA-insensitive phenotype, even though other branches for ABA perception remain functional. An Arabidopsis thaliana sextuple mutant impaired in six PYR/PYL receptors, namely PYR1, PYL1, PYL2, PYL4, PYL5, and PYL8, was able to germinate and grow even on 100 μM ABA. Whole-rosette stomatal conductance (Gst) measurements revealed that leaf transpiration in the sextuple pyr/pyl mutant was higher than in the ABA-deficient aba3-1 or ABA-insensitive snrk2.6 mutants. The gradually increasing Gst values of plants lacking three, four, five, and six PYR/PYLs indicate quantitative regulation of stomatal aperture by this family of receptors. The sextuple mutant lacked ABA-mediated activation of SnRK2s, and ABA-responsive gene expression was dramatically impaired as was reported in snrk2.2/2.3/2.6. In summary, these results show that ABA perception by PYR/PYLs plays a major role in regulation of seed germination and establishment, basal ABA signaling required for vegetative and reproductive growth, stomatal aperture, and transcriptional response to the hormone.

Abstract Mutants able to germinate and perform early growth in medium containing a high NaCl concentration were identified during the course of two independent screenings and named salt resistant (sre) and salobreño (sañ). The sre and sañ mutants also were able to germinate in high-osmoticum medium, indicating that they are osmotolerant in a germination assay. Complementation analyses revealed that sre1-1, sre1-2, sañ3-1, and sañ3-2 were alleles of the abscisic acid (ABA) biosynthesis ABA2 gene. A map-based cloning strategy allowed the identification of the ABA2 gene and molecular characterization of four new aba2 alleles. The ABA2 gene product belongs to the family of short-chain dehydrogenases/reductases, which are known to be NAD- or NADP-dependent oxidoreductases. Recombinant ABA2 protein produced in Escherichia coli exhibits a K m value for xanthoxin of 19 μM and catalyzes in a NAD-dependent manner the conversion of xanthoxin to abscisic aldehyde, as determined by HPLC–mass spectrometry. The ABA2 mRNA is expressed constitutively in all plant organs examined and is not upregulated in response to osmotic stress. The results of this work are discussed in the context of previous genetic and biochemical evidence regarding ABA biosynthesis, confirming the xanthoxin→abscisic aldehyde→ABA transition as the last steps of the major ABA biosynthetic pathway.

Summary HAB1 was originally cloned on the basis of sequence homology to ABI1 and ABI2 , and indeed, a multiple sequence alignment of 32 Arabidopsis protein phosphatases type‐2C (PP2Cs) reveals a cluster composed by the four closely related proteins, ABI1, ABI2, HAB1 and At1g17550 (here named HAB2). Characterisation of transgenic plants harbouring a transcriptional fusion Pro HAB1 : green fluorescent protein ( GFP ) indicates that HAB1 is broadly expressed within the plant, including key target sites of abscisic acid (ABA) action as guard cells or seeds. The expression of the HAB1 mRNA in vegetative tissues is strongly upregulated in response to exogenous ABA. In this work, we show that constitutive expression of HAB1 in Arabidopsis under a cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter led to reduced ABA sensitivity both in seeds and vegetative tissues, compared to wild‐type plants. Thus, in the field of ABA signalling, this work represents an example of a stable phenotype in planta after sustained overexpression of a PP2C genes. Additionally, a recessive T‐DNA insertion mutant of HAB1 was analysed in this work, whereas previous studies of recessive alleles of PP2C genes were carried out with intragenic revertants of the abi1‐1 and abi2‐1 mutants that carry missense mutations in conserved regions of the PP2C domain. In the presence of exogenous ABA, hab1‐1 mutant shows ABA‐hypersensitive inhibition of seed germination; however, its transpiration rate was similar to that of wild‐type plants. The ABA‐hypersensitive phenotype of hab1‐1 seeds together with the reduced ABA sensitivity of 35S:HAB1 plants are consistent with a role of HAB1 as a negative regulator of ABA signalling. Finally, these results provide new genetic evidence on the function of a PP2C in ABA signalling.

Plant survival under environmental stress requires the integration of multiple signaling pathways into a coordinated response, but the molecular mechanisms underlying this integration are poorly understood. Stress-derived energy deprivation activates the Snf1-related protein kinases1 (SnRK1s), triggering a vast transcriptional and metabolic reprogramming that restores homeostasis and promotes tolerance to adverse conditions. Here, we show that two clade A type 2C protein phosphatases (PP2Cs), established repressors of the abscisic acid (ABA) hormonal pathway, interact with the SnRK1 catalytic subunit causing its dephosphorylation and inactivation. Accordingly, SnRK1 repression is abrogated in double and quadruple pp2c knockout mutants, provoking, similarly to SnRK1 overexpression, sugar hypersensitivity during early seedling development. Reporter gene assays and SnRK1 target gene expression analyses further demonstrate that PP2C inhibition by ABA results in SnRK1 activation, promoting SnRK1 signaling during stress and once the energy deficit subsides. Consistent with this, SnRK1 and ABA induce largely overlapping transcriptional responses. Hence, the PP2C hub allows the coordinated activation of ABA and energy signaling, strengthening the stress response through the cooperation of two key and complementary pathways.

Abscisic acid (ABA) signaling plays a critical role in regulating root growth and root system architecture. ABA-mediated growth promotion and root tropic response under water stress are key responses for plant survival under limiting water conditions. In this work, we have explored the role of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) PYRABACTIN RESISTANCE1 (PYR1)/PYR1-LIKE (PYL)/REGULATORY COMPONENTS OF ABA RECEPTORS for root ABA signaling. As a result, we discovered that PYL8 plays a nonredundant role for the regulation of root ABA sensitivity. Unexpectedly, given the multigenic nature and partial functional redundancy observed in the PYR/PYL family, the single pyl8 mutant showed reduced sensitivity to ABA-mediated root growth inhibition. This effect was due to the lack of PYL8-mediated inhibition of several clade A phosphatases type 2C (PP2Cs), since PYL8 interacted in vivo with at least five PP2Cs, namely HYPERSENSITIVE TO ABA1 (HAB1), HAB2, ABA-INSENSITIVE1 (ABI1), ABI2, and PP2CA/ABA-HYPERSENSITIVE GERMINATION3 as revealed by tandem affinity purification and mass spectrometry proteomic approaches. We also discovered that PYR/PYL receptors and clade A PP2Cs are crucial for the hydrotropic response that takes place to guide root growth far from regions with low water potential. Thus, an ABA-hypersensitive pp2c quadruple mutant showed enhanced hydrotropism, whereas an ABA-insensitive sextuple pyr/pyl mutant showed reduced hydrotropic response, indicating that ABA-dependent inhibition of PP2Cs by PYR/PYLs is required for the proper perception of a moisture gradient.

The phytohormones jasmonates (JAs) constitute an important class of elicitors for many plant secondary metabolic pathways. However, JAs do not act independently but operate in complex networks with crosstalk to several other phytohormonal signaling pathways. Here, crosstalk was detected between the JA and abscisic acid (ABA) signaling pathways in the regulation of tobacco ( Nicotiana tabacum ) alkaloid biosynthesis. A tobacco gene from the PYR/PYL/RCAR family, NtPYL4 , the expression of which is regulated by JAs, was found to encode a functional ABA receptor. NtPYL4 inhibited the type-2C protein phosphatases known to be key negative regulators of ABA signaling in an ABA-dependent manner. Overexpression of NtPYL4 in tobacco hairy roots caused a reprogramming of the cellular metabolism that resulted in a decreased alkaloid accumulation and conferred ABA sensitivity to the production of alkaloids. In contrast, the alkaloid biosynthetic pathway was not responsive to ABA in control tobacco roots. Functional analysis of the Arabidopsis ( Arabidopsis thaliana ) homologs of NtPYL4 , PYL4 and PYL5 , indicated that also in Arabidopsis altered PYL expression affected the JA response, both in terms of biomass and anthocyanin production. These findings define a connection between a component of the core ABA signaling pathway and the JA responses and contribute to the understanding of the role of JAs in balancing tradeoffs between growth and defense.

Abscisic acid (ABA) plays a crucial role in the plant’s response to both biotic and abiotic stress. Sustainable production of food faces several key challenges, particularly the generation of new varieties with improved water use efficiency and drought tolerance. Different studies have shown the potential applications of Arabidopsis PYR/PYL/RCAR ABA receptors to enhance plant drought resistance. Consequently the functional characterization of orthologous genes in crops holds promise for agriculture. The full set of tomato (Solanum lycopersicum) PYR/PYL/RCAR ABA receptors have been identified here. From the 15 putative tomato ABA receptors, 14 of them could be grouped in three subfamilies that correlated well with corresponding Arabidopsis subfamilies. High levels of expression of PYR/PYL/RCAR genes was found in tomato root, and some genes showed predominant expression in leaf and fruit tissues. Functional characterization of tomato receptors was performed through interaction assays with Arabidopsis and tomato clade A protein phosphatase type 2Cs (PP2Cs) as well as phosphatase inhibition studies. Tomato receptors were able to inhibit the activity of clade A PP2Cs differentially in an ABA-dependent manner, and at least three receptors were sensitive to the ABA agonist quinabactin, which inhibited tomato seed germination. Indeed, the chemical activation of ABA signalling induced by quinabactin was able to activate stress-responsive genes. Both dimeric and monomeric tomato receptors were functional in Arabidopsis plant cells, but only overexpression of monomeric-type receptors conferred enhanced drought resistance. In summary, gene expression analyses, and chemical and transgenic approaches revealed distinct properties of tomato PYR/PYL/RCAR ABA receptors that might have biotechnological implications.

Abstract Maritime historical documentary sources of weather and state of sea surface including sea ice can aid in filling a known climate knowledge gap for the Southern Ocean and Antarctica for the first half of the 20th century. This study presents a data set of marine climate, sea ice and icebergs recovered from a collection of logbooks from mainly Norwegian whaling factory ships that operated in the Southern Ocean during 1929–1940. The data set comprises some 8000 weather and 4000 sea ice/open sea records from austral summers of the study period. This paper further discusses the structure and content of most common Norwegian maritime documentary sources of the period along with the practices of logging information relevant for the study, such as time keeping, positioning and making weather observations. An emphasis was made on recovery of notes on sea ice and icebergs and their interpretation in terms of WMO categories of sea ice concentration. Data, including ship‐related metadata from all individual documents are homogenized and structured to a common machine‐readable format that simplifies its ingestion into relevant climate data depositories.

Abstract Background and aims The use of root-associated microorganisms emerge as a sustainable tool to enhance crop tolerance and productivity under climate change, particularly in drought-affected areas. Here, the impact of an inoculum based on arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) was evaluated on pepper ( Capsicum annuum L.) cultivation at varying water irrigation treatments (well-watered, reduced irrigation and rain-fed) under open-field conditions. Methods Agronomic and ecophysiological parameters, as well as biochemical analyses on stress markers and phytohormones in leaves and on fruit quality traits, were evaluated, along with the shifts in soil- and root-associated microbial communities. Results Rain-fed water treatment caused reduced fruit sizes, while no differences were detected among well-watered and reduced irrigation. Reduced irrigation did not cause a reduction in stomatal conductance. The highest AM fungal colonization rates were observed under reduced irrigation, and the enhanced flavonoid content and reduced oxidative stress markers in AMF-inoculated plants suggested a synergistic effect of AM fungal inoculation in boosting plant tolerance against stress. A shift in microbial community composition in the different irrigation treatments, associated with different enzymatic activity, highlighted the potential role of microbial dynamics in plant stress response under water-limited conditions. Conclusion The study suggests that a reduced irrigation comes along with beneficial impacts on pepper root associated microbes, while not impairing crop performance and yields, indicating a potential of saving water. All together, our results imply that optimization of irrigation and beneficial plant–microbe interactions, such as AM fungal symbiosis, can improve pepper physiological and productivity features under climate change.

Abstract Priming modulates plant stress responses before the stress appears, increasing the ability of the primed plant to endure adverse conditions and thrive. In this context, we investigated the effect of biological (i.e., arbuscular mycorrhizal fungi, AMF) agents and natural compounds (i.e., salicylic acid applied alone or combined with chitosan) against water deficit and salinity on a commercial tomato genotype (cv. Moneymaker). Effects of seed treatments on AMF colonization were evaluated, demonstrating the possibility of using them in combination. Responses to water and salt stresses were analysed on primed plants alone or in combination with the AMF inoculum in soil. Trials were conducted on potted plants by subjecting them to water deficit or salt stress. The effectiveness of chemical seed treatments, both alone and in combination with post-germination AM fungal inoculation, was investigated using a multidisciplinary approach that included eco-physiology, biochemistry, transcriptomics, and untargeted metabolomics. Results showed that chemical seed treatment and AM symbiosis modified the tomato response to water deficit and salinity triggering a remodelling of both transcriptome and metabolome, which ultimately elicited the plant antioxidant and osmoprotective machinery. The plant physiological adaptation to both stress conditions improved, confirming the success of the adopted approaches in enhancing stress tolerance.