La capacidad de síntesis de antocianinas de los cultivares de maíz está asociada con su partición de carbono fotosintético para la adaptabilidad al crecimiento bajo bajo fósforo
Autores: Tang, Wang; Xiao, Zu-Dong; Liang, Xing-Wei; Shen, Si; Liang, Xiao-Gui; Zhou, Shun-Li
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Antocianinas
Partición de carbono
Fotosíntesis
Cultivares
Adaptación al crecimiento
Estrés por bajo fósforo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Los antocianinas (ACNs) son pigmentos flavonoides que se acumulan en las plantas y responden a estímulos ambientales, incluyendo el bajo fósforo (LP). La síntesis y acumulación estable de ACNs dependen de una inversión sustancial de carbohidratos, lo que implica un papel potencial en el crecimiento y resistencia mediada por la partición de carbono, además de la bien establecida actividad antioxidante. Para investigar las diferencias dependientes del cultivar en la acumulación de ACNs y su relación con la partición de fotoasimilados y la adaptación al crecimiento bajo estrés por LP, se cultivaron hidropónicamente plántulas de seis cultivares representativos de maíz bajo condiciones de control y LP. Se cuantificaron el contenido de ACNs, los parámetros fotosintéticos, la tasa de crecimiento relativo de las plantas y los carbohidratos específicos de los tejidos. Los resultados mostraron que el LP redujo la fotosíntesis y la biomasa, mientras estimulaba la biosíntesis de ACNs en hojas y vainas. Los cultivares se clasificaron en grupos sensibles e insensibles a ACNs según la acumulación de ACNs en las hojas recién desplegadas y las vainas correspondientes. Los cultivares sensibles a ACNs exhibieron niveles más altos de ACNs, que se correlacionaron positivamente con azúcares solubles pero negativamente con reservas de almidón, lo que sugiere una partición preferencial de carbono hacia los precursores de ACNs en lugar de hacia el almidón. Estos cultivares también mantuvieron tasas de crecimiento relativo más altas bajo LP, asociadas con una menor disminución de la fotosíntesis y acumulación de almidón en comparación con los cultivares insensibles a ACNs. Hipotetizamos que la síntesis de ACNs funciona como una desviación de los fotoasimilados hacia el metabolismo secundario bajo LP, mejorando así la eficiencia fotosintética al mitigar la acumulación excesiva de azúcares que podría perjudicar el crecimiento de la planta. Esta adaptación de partición de carbono podría ser aprovechada seleccionando la acumulación de ACNs como un rasgo de cría para mejorar la resiliencia del maíz al LP.
Descripción
Los antocianinas (ACNs) son pigmentos flavonoides que se acumulan en las plantas y responden a estímulos ambientales, incluyendo el bajo fósforo (LP). La síntesis y acumulación estable de ACNs dependen de una inversión sustancial de carbohidratos, lo que implica un papel potencial en el crecimiento y resistencia mediada por la partición de carbono, además de la bien establecida actividad antioxidante. Para investigar las diferencias dependientes del cultivar en la acumulación de ACNs y su relación con la partición de fotoasimilados y la adaptación al crecimiento bajo estrés por LP, se cultivaron hidropónicamente plántulas de seis cultivares representativos de maíz bajo condiciones de control y LP. Se cuantificaron el contenido de ACNs, los parámetros fotosintéticos, la tasa de crecimiento relativo de las plantas y los carbohidratos específicos de los tejidos. Los resultados mostraron que el LP redujo la fotosíntesis y la biomasa, mientras estimulaba la biosíntesis de ACNs en hojas y vainas. Los cultivares se clasificaron en grupos sensibles e insensibles a ACNs según la acumulación de ACNs en las hojas recién desplegadas y las vainas correspondientes. Los cultivares sensibles a ACNs exhibieron niveles más altos de ACNs, que se correlacionaron positivamente con azúcares solubles pero negativamente con reservas de almidón, lo que sugiere una partición preferencial de carbono hacia los precursores de ACNs en lugar de hacia el almidón. Estos cultivares también mantuvieron tasas de crecimiento relativo más altas bajo LP, asociadas con una menor disminución de la fotosíntesis y acumulación de almidón en comparación con los cultivares insensibles a ACNs. Hipotetizamos que la síntesis de ACNs funciona como una desviación de los fotoasimilados hacia el metabolismo secundario bajo LP, mejorando así la eficiencia fotosintética al mitigar la acumulación excesiva de azúcares que podría perjudicar el crecimiento de la planta. Esta adaptación de partición de carbono podría ser aprovechada seleccionando la acumulación de ACNs como un rasgo de cría para mejorar la resiliencia del maíz al LP.