Abstract Plant traits—the morphological, anatomical, physiological, biochemical and phenological characteristics of plants—determine how plants respond to environmental factors, affect other trophic levels, and influence ecosystem properties and their benefits and detriments to people. Plant trait data thus represent the basis for a vast area of research spanning from evolutionary biology, community and functional ecology, to biodiversity conservation, ecosystem and landscape management, restoration, biogeography and earth system modelling. Since its foundation in 2007, the TRY database of plant traits has grown continuously. It now provides unprecedented data coverage under an open access data policy and is the main plant trait database used by the research community worldwide. Increasingly, the TRY database also supports new frontiers of trait‐based plant research, including the identification of data gaps and the subsequent mobilization or measurement of new data. To support this development, in this article we evaluate the extent of the trait data compiled in TRY and analyse emerging patterns of data coverage and representativeness. Best species coverage is achieved for categorical traits—almost complete coverage for ‘plant growth form’. However, most traits relevant for ecology and vegetation modelling are characterized by continuous intraspecific variation and trait–environmental relationships. These traits have to be measured on individual plants in their respective environment. Despite unprecedented data coverage, we observe a humbling lack of completeness and representativeness of these continuous traits in many aspects. We, therefore, conclude that reducing data gaps and biases in the TRY database remains a key challenge and requires a coordinated approach to data mobilization and trait measurements. This can only be achieved in collaboration with other initiatives.

• Background and Aims Silicon (Si) in plants provides structural support and improves tolerance to diseases, drought and metal toxicity. Shoot Si concentrations are generally considered to be greater in monocotyledonous than in non-monocot plant species. The phylogenetic variation in the shoot Si concentration of plants reported in the primary literature has been quantified.

Abstract Our aim was to generate and prove the concept of “smart” plants to monitor plant phosphorus (P) status in Arabidopsis. Smart plants can be genetically engineered by transformation with a construct containing the promoter of a gene up-regulated specifically by P starvation in an accessible tissue upstream of a marker gene such as β-glucuronidase (GUS). First, using microarrays, we identified genes whose expression changed more than 2.5-fold in shoots of plants growing hydroponically when P, but not N or K, was withheld from the nutrient solution. The transient changes in gene expression occurring immediately (4 h) after P withdrawal were highly variable, and many nonspecific, shock-induced genes were up-regulated during this period. However, two common putative cis-regulatory elements (a PHO-like element and a TATA box-like element) were present significantly more often in the promoters of genes whose expression increased 4 h after the withdrawal of P compared with their general occurrence in the promoters of all genes represented on the microarray. Surprisingly, the expression of only four genes differed between shoots of P-starved and -replete plants 28 h after P was withdrawn. This lull in differential gene expression preceded the differential expression of a new group of 61 genes 100 h after withdrawing P. A literature survey indicated that the expression of many of these “late” genes responded specifically to P starvation. Shoots had reduced P after 100 h, but growth was unaffected. The expression of SQD1, a gene involved in the synthesis of sulfolipids, responded specifically to P starvation and was increased 100 h after withdrawing P. Leaves of Arabidopsis bearing a SQD1::GUS construct showed increased GUS activity after P withdrawal, which was detectable before P starvation limited growth. Hence, smart plants can monitor plant P status. Transferring this technology to crops would allow precision management of P fertilization, thereby maintaining yields while reducing costs, conserving natural resources, and preventing pollution.

Abstract Globally, more than 800 million people are undernourished while >2 billion people have one or more chronic micronutrient deficiencies (MNDs). More than 6% of global mortality and morbidity burdens are associated with undernourishment and MNDs. Here we show that, in 2011, 3.5 and 1.1 billion people were at risk of calcium (Ca) and zinc (Zn) deficiency respectively due to inadequate dietary supply. The global mean dietary supply of Ca and Zn in 2011 was 684 ± 211 and 16 ± 3 mg capita −1 d −1 (±SD) respectively. Between 1992 and 2011, global risk of deficiency of Ca and Zn decreased from 76 to 51% and 22 to 16%, respectively. Approximately 90% of those at risk of Ca and Zn deficiency in 2011 were in Africa and Asia. To our knowledge, these are the first global estimates of dietary Ca deficiency risks based on food supply. We conclude that continuing to reduce Ca and Zn deficiency risks through dietary diversification and food and agricultural interventions including fortification, crop breeding and use of micronutrient fertilisers will remain a significant challenge.

• Leaf nitrogen (N) and phosphorus (P) concentrations are correlated in plants. Higher-level phylogenetic effects can influence leaf N and P. By contrast, little is known about the phylogenetic variation in the leaf accumulation of most other elements in plant tissues, including elements with quantitatively lesser roles in metabolism than N, and elements that are nonessential for plant growth. • Here the leaf composition of 42 elements is reported from a statistically unstructured data set comprising over 2000 leaf samples, representing 670 species and 138 families of terrestrial plants. • Over 25% of the total variation in leaf element composition could be assigned to the family level and above for 21 of these elements. The remaining variation corresponded to differences between species within families, to differences between sites which were likely to be caused by soil and climatic factors, and to variation caused by sampling techniques. • While the majority of variation in leaf mineral composition is undoubtedly associated with nonevolutionary factors, identifying higher-level phylogenetic variation in leaf elemental composition increases our understanding of terrestrial nutrient cycles and the transfer of toxic elements from soils to living organisms. Identifying mechanisms by which different plant families control their leaf elemental concentration remains a challenge.

The environmental and financial costs of using inorganic phosphate fertilizers to maintain crop yield and quality are high. Breeding crops that acquire and use phosphorus (P) more efficiently could reduce these costs. The variation in shoot P concentration (shoot-P) and various measures of P use efficiency (PUE) were quantified among 355 Brassica oleracea L. accessions, 74 current commercial cultivars, and 90 doubled haploid (DH) mapping lines from a reference genetic mapping population. Accessions were grown at two or more external P concentrations in glasshouse experiments; commercial and DH accessions were also grown in replicated field experiments. Within the substantial species-wide diversity observed for shoot-P and various measures of PUE in B. oleracea, current commercial cultivars have greater PUE than would be expected by chance. This may be a consequence of breeding for increased yield, which is a significant component of most measures of PUE, or early establishment. Root development and architecture correlate with PUE; in particular, lateral root number, length, and growth rate. Significant quantitative trait loci associated with shoot-P and PUE occur on chromosomes C3 and C7. These data provide information to initiate breeding programmes to improve PUE in B. oleracea.

It has been estimated that almost one third of the world's population lack sufficient Zn for adequate nutrition. This can be alleviated by increasing dietary Zn intakes through Zn-biofortification of edible crops. Biofortification strategies include the application of Zn-fertilisers or the development of crop genotypes that acquire more Zn from the soil and accumulate it in edible portions. Zinc concentrations in roots, leaves and stems can be increased through the application of Zn-fertilisers. Root Zn concentrations of up to 500-5000 mg kg-1 DM, and leaf Zn concentrations of up to 100-700 mg kg-1 dry matter (DM), can be achieved without loss of yield when Zn-fertilisers are applied to the soil. It is possible that greater Zn concentrations in non-woody shoot tissues can be attained using foliar Zn-fertilisers. By contrast, Zn concentrations in fruits, seeds and tubers are severely limited by low Zn mobility in the phloem and Zn concentrations higher than 30-100 mg kg-1 DM are rarely observed. However, genetically modified plants with improved abilities translocate Zn in the phloem might be used to biofortify these phloem-fed tissues. In addition, genetically modified plants with increased tolerance to high tissue Zn concentrations could be used to increase Zn concentrations in all edible produce and, thereby, increase dietary Zn intakes.

Dietary micronutrient deficiencies ( MNDs ) are widespread, yet their prevalence can be difficult to assess. Here, we estimate MND risks due to inadequate intakes for seven minerals in Africa using food supply and composition data, and consider the potential of food‐based and agricultural interventions. Food Balance Sheets ( FBSs ) for 46 countries were integrated with food composition data to estimate per capita supply of calcium (Ca), copper (Cu), iron (Fe), iodine (I), magnesium (Mg), selenium (Se) and zinc (Zn), and also phytate. Deficiency risks were quantified using an estimated average requirement ( EAR ) ‘cut‐point’ approach. Deficiency risks are highest for Ca (54% of the population), followed by Zn (40%), Se (28%) and I (19%, after accounting for iodized salt consumption). The risk of Cu (1%) and Mg (<1%) deficiency are low. Deficiency risks are generally lower in the north and west of Africa. Multiple MND risks are high in many countries. The population‐weighted mean phytate supply is 2770 mg capita −1 day −1 . Deficiency risks for Fe are lower than expected (5%). However, ‘cut‐point’ approaches for Fe are sensitive to assumptions regarding requirements; e.g. estimates of Fe deficiency risks are 43% under very low bioavailability scenarios consistent with high‐phytate, low‐animal protein diets. Fertilization and breeding strategies could greatly reduce certain MNDs . For example, meeting HarvestPlus breeding targets for Zn would reduce dietary Zn deficiency risk by 90% based on supply data. Dietary diversification or direct fortification is likely to be needed to address Ca deficiency risks.