Dieta unei plante, care supraviețuiește într-un mediu nutritiv variabil Știință

Vedeți toți Ascundeți autorii și afilierile

Găsiți acest autor pe Google Scholar
Găsiți acest autor pe PubMed
Căutați acest autor pe acest site
Record ORCID pentru Giles E. D. Oldroyd
Pentru corespondență: [email protected]

În prezent, vizualizați rezumatul.

Conectați-vă pentru a vizualiza textul complet

Conectarea AAAS oferă acces la Science pentru membri AAAS și acces la alte reviste din familia Science pentru utilizatorii care au achiziționat abonamente individuale.

Conectați-vă prin instituția dvs.

Mai multe opțiuni

Descărcați și tipăriți acest articol pentru utilizare personală, științifică și educativă.

Cumpărați un singur număr de Science pentru doar 15 USD.

Reglarea creșterii rădăcinilor după cerință

Productivitatea plantelor depinde de substanțele nutritive elementare azot și fosfor, care sunt extrase din sol. Oldroyd și Leyser analizează modul în care modelele de creștere a rădăcinilor se adaptează în funcție de nevoile fiziologice ale plantei supraterane. Semnalele sistemice, inclusiv semnale peptidice mici, mediază comunicarea între nevoile lăstarilor și aprovizionarea rădăcinii.

Rezumat structurat

FUNDAL

Deși plantele sunt dependente de captarea unui număr de nutrienți elementari din sol, principalii nutrienți care limitează productivitatea plantelor sunt azotul (N) și fosforul (P). Achiziționarea acestor substanțe nutritive este esențială pentru performanța culturilor, dar nivelurile acestora în majoritatea solurilor agricole limitează productivitatea. Prin urmare, acești nutrienți sunt de obicei aplicați la concentrații mari sub formă de îngrășăminte anorganice pentru a susține producția de alimente. Cu toate acestea, utilizarea excesivă a îngrășămintelor permite eliberarea de nutrienți din mediu, ceea ce reduce biodiversitatea și contribuie la schimbările climatice. Mulți fermieri din întreaga lume nu au resursele financiare pentru a avea acces la îngrășăminte, iar productivitatea culturilor lor suferă în consecință. O agricultură mai durabilă și mai echitabilă va fi una care este mai puțin dependentă de îngrășăminte anorganice.

AVANZĂRI

Accesibilitatea N și P în sol este afectată de mulți factori care creează un peisaj spațiotemporal variabil al disponibilității lor, atât la scară locală, cât și globală. Plantele optimizează absorbția de N și P disponibile prin modificări ale creșterii și dezvoltării lor și prin angajarea cu microorganisme care facilitează captarea lor. Acolo unde N și P sunt ample, raportul alocării biomasei rădăcină: lăstare poate fi scăzut, cu sisteme radiculare minime care captează nutrienți suficienți. De obicei, creșterea vegetativă este extinsă, permițând acumularea resurselor și investițiile în producția de semințe. În mediile în care acești nutrienți sunt limitativi, creșterea generală este redusă, dar sistemele radiculare sunt extinse și colonizarea prin microorganisme este încurajată pentru a facilita captarea nutrienților. Plantele pot recunoaște un patchwork de disponibilitate a nutrienților și pot activa creșterea rădăcinilor în cadrul acestui patchwork pentru a optimiza captarea nutrienților.

Plantele sunt capabile să măsoare mai multe fețe ale disponibilității nutrienților: detectarea locală a nutrienților în sol, rădăcinile care suferă de lipsa de nutrienți, rădăcinile care au o disponibilitate ridicată de nutrienți și necesarul total de nutrienți ai plantei. O astfel de detectare implică o integrare a semnalizării rădăcinii și a lăstarilor, cu o varietate de hormoni care se mișcă între rădăcină și lăstar pentru a semnaliza disponibilitatea nutrienților și pentru a coordona dezvoltarea plantelor. O astfel de semnalizare rădăcină-rădăcină-rădăcină este esențială pentru a permite plantelor să utilizeze petele de nutrienți locali, dar să o facă numai atunci când este suficientă nevoie de acel nutrient.