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Respuesta morfo/fisiológica y expresión de genes Pht1 de cuatro cultivares de Zea mays L. inoculados con hongos micorrízicos arbusculares bajo dos concentraciones de fósforo inorgánico
SERGIO DAVID VALERIO LANDA
LUIS GUILLERMO HERNANDEZ MONTIEL
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
cultivo; maíz; Zea mays L.; hongos micorrízicos arbusculares; HMA; fósforo
El problema de la baja disponibilidad de fosfato inorgánico (Pi) en los suelos ocasiona una disminución en los índices de producción del cultivo de Zea mays L., debido a esto se vuelve necesario la búsqueda de nuevas tecnologías dirigidas a mejorar la absorción de Pi al mismo tiempo que sean sustentables en el ambiente. La simbiosis de hongos micorrízicos arbusculares (HMA) con raíces de plantas ha mostrado participar de manera activa en la nutrición de Pi. En contraste, la evidencia de los últimos años ha establecido la existencia de una diversidad funcional entre las posibles combinaciones de plantas huéspedes y hongos hospederos, y el ambiente en el que se desarrollan. Factores como la morfo-fisiología, estado nutricional, expresión de genes y la eficiencia simbiótica, son algunos de los parámetros que se han visto modificados. Durante este trabajo nosotros investigamos la diversidad funcional en la respuesta morfo/fisiológica y la expresión de genes Pht1 de cuatro cultivares de maíz asociados a HMA (Claroideoglomus etunicatum) que se desarrollaron en concentraciones limitantes y altas de Pi. Nuestros resultados indicaron diferentes niveles de respuesta al crecimiento y modificación fisiológica entre cultivares maíz, los cuales estuvieron en función de las concentraciones altas y limitantes de Pi, el estatus de colonización de HMA o la interacción entre los dos factores. De manera similar, entre cultivares se observó una variación en el nivel de regulación de los genes ZEAma;Pht1;3 y ZEAma;Pht1;6, esto en función de la interacción entre factores. Los cultivares 3 y 4 mostraron una mayor plasticidad fenotípica tanto a las respuestas de crecimiento como a las de modificación fisiológica. Por otro lado, plantas de maíz colonizadas por HMA a los 75 DDT mantuvieron un incremento en variables del crecimiento como el área y peso de hojas (8.25 y 6.1 %, respectivamente), mientras que redujeron hasta en un 10 % el peso seco de la raíz. Es muy probable que estas modificaciones formen parte de un mecanismo en que raíces asociadas a HMA reducen el gasto energético y de carbono utilizado en el desarrollo de raíces largas, sustituyéndolo por el micelio extra-radical de HMA. Así mismo, una mayor cantidad de biomasa aérea podría estar ligada a una respuesta de las plantas por aumentar la capacidad de fotosíntesis y las síntesis de compuestos de carbono que son necesarios para mantener la simbiosis con HMA [...]
The problem of the low availability of inorganic phosphate (Pi) in the soils causes a decrease in the production rates of the Zea mays L. crop, due to this it becomes necessary the search for new technologies aimed at improving the absorption of Pi while that are sustainable in the environment. The symbiosis of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) with plant roots has been shown to participate actively in the nutrition of Pi. In contrast, the evidence from recent years has established the existence of a functional diversity between the possible combinations of host plants and host fungi, and the environment in which they develop. Factors such as morpho/physiology, nutritional status, gene expression and symbiotic efficiency are some of the parameters that have been modified. During this work, we investigated the functional diversity in the morpho/physiological response and the expression of Pht1 genes from four maize cultivars associated with AMF (Claroideoglomus etunicatum), which developed at the limiting and high concentrations of Pi. Our results indicated different levels of growth responses and physiological changes among maize cultivars, which were based on the high and limiting concentrations of Pi, the colonization status of AMF or the interaction between the two factors. Similarly, between cultivars a variation in the regulation level of the genes ZEAma;Pht1;3 and ZEAma;Pht1;6, was observed, depending on the interaction between factors. Particularly, cultivars 3 and 4 showed higher phenotypic plasticity to both growth and physiological modification responses. On the other hand, maize plants colonized by AMF at 75 DDT maintained an increase in growth variables such as area and weight leaf (8.25 and 6.1 %, respectively), while reducing the dry weight of the root by up to 10 %. Probably these modifications are part of a mechanism in which AMF-associated roots reduce the energy and carbon expenditure used in the development of long roots, replacing it with the extra-radical mycelium of AMF. Likewise, a higher amount of aerial biomass could be linked to a response of plants by increasing the capacity of photosynthesis and the synthesis of carbon compounds that are necessary to maintain the symbiosis with AMF. The results of this research will contribute significantly to elucidate the patterns of functional diversity associated with the morpho/physiology and expression of Pht1 genes, between host plants of the same species and HA.
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C.
08-12-2016
Tesis de maestría
Español
FISIOLOGÍA VEGETAL
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