L’acquisition du phosphore par un mélange de plants de Nicotiana tabacum capables d’exsuder du citrate ou de la phytase dépend de la disponibilité du phosphore dans le sol et de l’interaction des racines

Citation

Giles, C.D., Richardson, A.E., Cade-Menun, B.J., Mezeli, M.M., Brown, L.K., Menezes-Blackburn, D., Darch, T., Blackwell, M.S.A., Shand, C.A., Stutter, M.I., Wendler, R., Cooper, P., Lumsdon, D.G., Wearing, C., Zhang, H., Haygarth, P.M., George, T.S. (2018). Phosphorus acquisition by citrate- and phytase-exuding Nicotiana tabacum plant mixtures depends on soil phosphorus availability and root intermingling, 163(3), 356-371. http://dx.doi.org/10.1111/ppl.12718

Résumé en langage clair

Le phosphore (P) est un élément crucial pour toutes les plantes, et des engrais doivent être appliqués à de nombreux sols pour maintenir le rendement des cultures. Cependant, comme le phosphate minéral utilisé pour produit les engrais à base de P est une ressource non renouvelable, il serait intéressant d’améliorer l’acquisition du P du sol des cultures. Les plantes produisent des acides organiques, comme le citrate, et des enzymes comme la phytase, pour obtenir le P du sol, mais il faudrait d’autres études pour déterminer si une production accrue d’acides et d’enzymes entraînera une diminution du recours aux engrais à base de P. Dans la présente étude, des plants de tabac modifiés génétiquement qui produisent une quantité accrue de citrate ou de phytase ont été soumis à des essais dans le but d’établir si le fait de cultiver les plantes séparément ou ensemble augmenterait leur absorption de P dans des sols sans engrais. Les résultats indiquent que la culture des deux types de plants dans le même pot a haussé l’absorption de P par les plantes, en particulier dans les sols pauvres en P pour lesquels un engrais à base de P était plus que nécessaire. L’effet était plus faible dans les soils riches en P qui n’avaient pas besoin d’engrais.

Résumé

© Scandinavian Plant Physiology Society, 2018
Les exsudats racinaires contenant du citrate ou de la phytase contribuent à améliorer l’efficacité de l’acquisition du phosphore (P) chez Nicotiana tabacum (tabac) lorsque les deux exsudats sont produits dans un sol carencé en P. Pour évaluer l’importance de l’interaction des racines dans l’interaction des exsudats de citrate ou de phytase, nous avons fait croître des lignées de Nicotiana tabacum exprimant constitutivement de façon hétérologue des exsudats de citrate (Cit) ou de phytase (Phy) fongique et leur avons fait subir deux traitements des racines (racines séparées ou enchevêtrées) dans deux sols ayant une disponibilité du P contraire. Nous avons déterminé la complémentarité des mélanges de plantes dont le débit d’émission du citrate et la mobilité de la phytase exprimée dans le sol variaient, en fonction de la biomasse et de l’accumulation de P. La composition en P dans le sol a été évaluée par spectroscopie RMN du 31P en phase liquide. Dans un sol avec une disponibilité faible en P, on a observé une complémentarité positive dans les mélanges Cit + Phy avec interaction des racines. La séparation des racines a éliminé les interactions positives dans les mélanges exprimant la phytase moins mobile (Aspergillus niger PhyA), alors qu’une complémentarité positive a persisté dans les mélanges exprimant la phytase plus mobile (Peniophora lycii PhyA). Les sols des mélanges Cit + Phy contenaient moins de P inorganique et plus de P organique par rapport aux monocultures. Les stratégies induisant un exsudat visant l’acquisition de P dans le sol étaient les plus efficaces dans un sol où il y a carence de P et dépendaient du débit d’émission du citrate et de la mobilité relative de la phytase exprimée dans le sol. La croissance de la plante et l’utilisation du P présent dans le sol par les systèmes végétaux ayant des stratégies d’exsudation complémentaires devraient être les plus efficaces lorsque les exsudats persistent dans le sol et sont exprimés de façon synchrone dans l’espace et le temps.

Date de publication

2018-07-01

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