Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự tái vận chuyển phốt pho nội sinh của hạt ngô (Zea mays L.) không bị ảnh hưởng bởi tính khả dụng của phốt pho ngoại sinh trong giai đoạn nảy mầm và phát triển sớm
Tóm tắt
Đạm phốt pho (P) rất quan trọng trong quá trình phát triển ban đầu của mạ ngô. Việc tái vận chuyển phốt pho nội sinh từ hạt và việc hấp thụ phốt pho ngoại sinh do đó đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn này. Mục tiêu của chúng tôi là nghiên cứu ảnh hưởng của tính khả dụng của phốt pho nội sinh và ngoại sinh đối với i) tái vận chuyển phốt pho nội sinh từ hạt, ii) thời điểm bắt đầu hấp thụ phốt pho ngoại sinh và cường độ của nó, iii) sự tương tác và ảnh hưởng của chúng đến sự phát triển của cây con. Hạt giống có dự trữ phốt pho nội sinh cao và thấp đã được trồng ở ba mức độ khả dụng của phốt pho ngoại sinh (0, 100, 1,000 μM) trong thời gian sinh trưởng là 530 ngày độ tích lũy sau khi gieo. Phốt pho ngoại sinh được đánh dấu bằng phốt pho phóng xạ (32P) để phân biệt hai dòng chảy P trong cây con, một do tái vận chuyển phốt pho hạt và một do hấp thụ phốt pho ngoại sinh. Ban đầu, 86% phốt pho nội sinh từ hạt được định vị tại scutellum, chủ yếu ở dạng phytate, bất kể phốt pho nội sinh ban đầu. Tại 89 ngày độ tích lũy sau khi gieo (nhiệt độ cơ sở: 10°C), 98% phytate hạt đã được thủy phân trong tất cả các liệu pháp. Trong các liệu pháp có phốt pho ngoại sinh sẵn có, việc hấp thụ phốt pho ngoại sinh đáng kể bắt đầu từ 71 ngày độ tích lũy sau khi gieo. Việc hấp thụ hiệu quả phốt pho ngoại sinh phụ thuộc vào tính khả dụng của nó, nhưng độc lập với sự thủy phân phytate và trạng thái P của cây con. Một sự mất mát đáng kể P từ nảy mầm hạt do sự thoát ra đã được quan sát và cũng độc lập với tính khả dụng của phốt pho ngoại sinh. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng sự thủy phân phốt pho từ hạt không bị ảnh hưởng bởi tính khả dụng của phốt pho ngoại sinh, và ngược lại, việc hấp thụ phốt pho ngoại sinh không bị ảnh hưởng bởi phốt pho nội sinh trong hạt. Điều này gợi ý rằng việc tái vận chuyển phốt pho nội sinh từ hạt và hấp thụ phốt pho ngoại sinh bởi rễ cây con được kiểm soát một cách độc lập.
Từ khóa
#phốt pho nội sinh #phốt pho ngoại sinh #ngô #tái vận chuyển #phát triển cây conTài liệu tham khảo
Anghinoni I, Barber SA (1980) Phosphorus influx and growth characteristics of corn roots as influenced by phosphorus supply. Agron J 72(4):685–688
Assuero SG, Mollier A, Pellerin S (2004) The decrease in growth of phosphorus-deficient maize leaves is related to a lower cell production. Plant Cell Environ 27(7):887–895
Barry DAJ, Miller MH (1989) Phosphorus nutritional-requirement of maize seedlings for maximum yield. Agron J 81(1):95–99
Bewley JD (1997) Seed germination and dormancy. Plant Cell 9(7):1055–1066
Bhadoria PS, El Dessougi H, Liebersbach H, Claassen N (2004) Phosphorus uptake kinetics, size of root system and growth of maize and groundnut in solution culture. Plant Soil 262(1–2):327–336
Bieleski RL, Ferguson IB (1983) Physiology and metabolism of phosphate and its compounds. In: Läuchli A, Bieleski RL (eds) Encyclopedia of Plant Physiology. New Series, vol 15A. Springer, Berlin, pp 422–449
Bonhomme R, Derieux M, Edmeades GO (1994) Flowering of diverse maize cultivars in relation to temperature and photoperiod in multilocation field trials. Crop Sci 34(1):156–164
Centeno C, Viveros A, Brenes A, Canales R, Lozano A, de la Cuadra C (2001) Effect of several germination conditions on total P, phytate P, phytase, and acid phosphatase activities and inositol phosphate esters in rye and barley. J Agric Food Chem 49(7):3208–3215
Colomb B, Kiniry JR, Debaeke P (2000) Effect of soil phosphorus on leaf development and senescence dynamics of field-grown maize. Agron J 92(3):428–435
Eagles HA, Hardacre AK (1979) Genetic variation in maize (Zea mays L.) for germination and emergence at 10°C. Euphytica 28(2):287–295
Egli I, Davidsson L, Juillerat MA, Barclay D, Hurrell RF (2002) The influence of soaking and germination on the phytase activity and phytic acid content of grains and seeds potentially useful for complementary feeding. J Food Sci 67(9):3484–3488
Elliott GC, Lynch J, Läuchli A (1984) Influx and efflux of P in roots of intact maize plants -double labeling with 32P and 33P. Plant Physiol 76(2):336–341
Fardeau JC (1993) Available soil phosphate—Its representation by a functional multiple compartment model. Agronomie 13(4):317–331
Fincher GB, Stone BA (1986) Cell walls and their components in cereal grain technology. In: Pomeranz Y (ed) Advences in cereal science and technology, vol 8. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, pp 207–295
Gavito ME, Miller MH (1998) Early phosphorus nutrition, mycorrhizae development, dry matter partitioning and yield of maize. Plant Soil 199(2):177–186
Grant CA, Flaten DN, Tomasiewicz DJ, Sheppard SC (2001) The importance of early season phosphorus nutrition. Can J Plant Sci 81(2):211–224
Hall JR, Hodges TK (1966) Phosphorus metabolism of germinating oat seeds. Plant Physiol 41:1459–1464
Hegeman CE, Grabau EA (2001) A novel phytase with sequence similarity to purple acid phosphatases is expressed in cotyledons of germinating soybean seedlings. Plant Physiol 126(4):1598–1608
Laboure AM, Gagnon J, Lescure AM (1993) Purification and characterization of a phytase (myo-Inositol-hexakisphosphate phosphohydrolase) accumulated in maize (Zea mays) seedlings during germination. Biochem J 295:413–419
Lestienne I, Icard-Verniere C, Mouquet C, Picq C, Treche S (2005) Effects of soaking whole cereal and legume seeds on iron, zinc and phytate contents. Food Chem 89(3):421–425
Lockhart HB, Hurt HD (1986) Nutrition of oats. In: Webster FH (ed) Oats: chemistry and technology. American Association of Cereal Chemists, Inc., St Paul, Minnesota, USA, pp 297–308
Lorenz AJ, Scott MP, Lainkey KR (2007) Quantitative determination of phytate and inorganic phosphorus for maize breeding. Crop Sci 47(2):600–606
Lott JNA, Greenwood JS, Batten GD (1995) Mechanisms and regulation of mineral nutrient storage during seed development. In: Kigel J, Galili G (eds) Seed Development and Germination. Marcel Dekker, New York, pp 215–235
Modi AT, Asanzi NM (2008) Seed performance of maize in response to phosphorus application and growth temperature is related to phytate-phosphorus occurrence. Crop Sci 48(1):286–297
Mollier A, Pellerin S (1999) Maize root system growth and development as influenced by phosphorus deficiency. J Exp Bot 50(333):487–497
Nadeem M, Mollier A, Morel C, Vives A, Prud’homme L, Pellerin S (2011) Relative contribution of seed phosphorus reserves and exogenous phosphorus uptake to maize (Zea mays L.) nutrition during early growth stages. Plant Soil 346(1):231–244
Palomo L, Claassen N, Jones DL (2006) Differential mobilization of P in the maize rhizosphere by citric acid and potassium citrate. Soil Biol Biochem 38(4):683–692
Park SH, Sung JK, Lee SY, Park JH, Lee JY, Jang BC, Lee BH, Kim TW (2006) Early growth, carbohydrate, and phytic acid contents of germinating rice seeds under NaCl stress. Korean J Crop Sci 51(2):137–141
Pellerin S, Mollier A, Plenet D (2000) Phosphorus deficiency affects the rate of emergence and number of maize adventitious nodal roots. Agron J 92(4):690–697
Plénet D, Etchebest S, Mollier A, Pellerin S (2000) Growth analysis of maize field crops under phosphorus deficiency:I. Leaf growth. Plant and Soil 223(1–2):117–130
Römer W, Augustin J, Schilling G (1988) The relationship between phosphate absorption and root length in 9 wheat cultivars. Plant Soil 111(2):199–201
Römer W, Schilling G (1986) Phosphorus requirements of the wheat plant in various stages of its life-cycle. Plant Soil 91(2):221–229
Rubio G, Sorgona A, Lynch JP (2004) Spatial mapping of phosphorus influx in bean root systems using digital autoradiography. J Exp Bot 55(406):2269–2280
Schjørring JK, Jensén P (1984) Phosphorus nutrition of barley, buckwheat and rape seedlings. I. Influence of seed-borne P levels and external P levels on growth, P content and 32P/31P-fractionation in shoots and roots. Physiol Plant 61(4):577–583
Sung HG, Shin HT, Ha JK, Lai HL, Cheng KJ, Lee JH (2005) Effect of germination temperature on characteristics of phytase production from barley. Bioresour Technol 96(11):1297–1303
Van Veldhoven PP, Mannaerts GP (1987) Inorganic and organic phosphate measurements in the nanomolar range. Anal Biochem 161(1):45–48
Wyss M, Brugger R, Kronenberger A, Remy R, Fimbeld R, Oesterhelt G, Lehman M, Van Loon AP (1999) Biochemical characterization of fungal phytases (myo-inositol hexakisphosphate phosphohydrolyses): Catalytic properties. Appl Environ Microbiol 65:367–373