The role of P-type IIA and P-type IIB Ca2+-ATPases in plant development and growth

As sessile organisms, plants have evolved mechanisms to adapt to variable and rapidly fluctuating environmental conditions. Calcium (Ca2+) in plant cells is a versatile intracellular second messenger that is essential for stimulating short- and long-term responses to environmental stresses through changes in its concentration in the cytosol ([Ca2+]cyt). Increases in [Ca2+]cyt direct the strength and length of these stimuli. In order to terminate them, the cells must then remove the cytosolic Ca2+ against a concentration gradient, either taking it away from the cell or storing it in organelles such as the endoplasmic reticulum (ER) and/or vacuoles. Here, we review current knowledge about the biological roles of plant P-type Ca2+-ATPases as potential actors in the regulation of this cytosolic Ca2+ efflux, with a focus the IIA ER-type Ca2+-ATPases (ECAs) and the IIB autoinhibited Ca2+-ATPases (ACAs). While ECAs are analogous proteins to animal sarcoplasmic-endoplasmic reticulum Ca2+-ATPases (SERCAs), ACAs are equivalent to animal plasma membrane-type ATPases (PMCAs). We examine their expression patterns in cells exhibiting polar growth and consider their appearance during the evolution of the plant lineage. Full details of the functions and coordination of ECAs and ACAs during plant growth and development have not yet been elucidated. Our current understanding of the regulation of fluctuations in Ca2+ gradients in the cytoplasm and organelles during growth is in its infancy, but recent technological advances in Ca2+ imaging are expected to shed light on this subject.Fil: García Bossi, Julián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Kumar, Krishna. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Central Institute of Medicinal and Aromatic Plants Research Centre; IndiaFil: Barberini, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Díaz Domínguez, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rondon Guerrero, Yossmayer del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Marino, Cristina Ester. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Obertello, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Muschietti, Jorge Prometeo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; ArgentinaFil: Estevez, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Universidad Andrés Bello; Chil