La forma del nitrógeno modula el metabolismo del carbono y el nitrógeno y la partición de asimilados para dar forma...

Área de la Ciencia:

• Fisiología Vegetal
• Ciencia Agrícola
• Bioquímica

Sus antecedentes:

• La forma de nitrógeno (N) impacta significativamente el crecimiento y desarrollo del maíz al influir en el metabolismo del carbono (C) y el nitrógeno (N).
• No se comprenden completamente los mecanismos que controlan la asignación de asimilados de C a las espigas de maíz en desarrollo bajo diferentes formas de N.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos de diferentes formas de nitrógeno (N) en el metabolismo del C y su distribución espacial en las espigas de maíz en desarrollo.
• Elucidar los mecanismos moleculares subyacentes a la asignación de C modulada por N y su impacto en el potencial de rendimiento del maíz.

Principales métodos:

• La línea mini de maíz TX-40J se sometió a cuatro tratamientos de N: nitrato bajo (LN), nitrato medio (MN), nitrato alto (HN) y amonio bajo (LA).
• El análisis incluyó la asignación de biomasa, el contenido de carbohidratos, las actividades enzimáticas (SPS, SuSy, SS, CINV, VINV, AGPase), la distribución de asimilados diurna y espacial, y el perfil de expresión génica de genes de metabolismo de C y transportadores.

Principales resultados:

• La LN redujo significativamente la biomasa del vástago y la espiga, aumentó las relaciones vegetativo-espiga y estimuló la proliferación de raíces.
• El tratamiento con LN provocó una reducción de la acumulación de carbohidratos y de las actividades enzimáticas en las espigas en desarrollo, con una alteración de la translocación de asimilados a los tejidos reproductivos.
• Los genes implicados en el metabolismo de la sacarosa, el transporte y la biosíntesis del almidón se regularon a la baja bajo LN, lo que indica una reducción de la síntesis de carbohidratos y de la fuerza del sumidero.

Conclusiones:

• La deficiencia de nitrógeno desencadena una reprogramación metabólica en el maíz, priorizando el crecimiento vegetativo sobre la inversión reproductiva, debilitando así la fuerza del sumidero de la espiga y el potencial de rendimiento.
• Los hallazgos proporcionan información mecanicista sobre la regulación dependiente de la forma de N del metabolismo del C y ofrecen estrategias para mejorar la eficiencia en el uso de nutrientes en el maíz.