Respuestas Diferenciales de Genotipos de Arroz al Suministro de Nitrógeno: Impactos en el Metabolismo del Nitrógeno y la Cinética de Fluorescencia de Clorofila
Autores: Qi, Zexin; Sun, Wenzheng; Luo, Chun; Zhang, Qiang; Osman, Feisal Mohamed; Guan, Chenglong; Wang, Ye; Zhang, Mengru; Zhang, Xiaotong; Ding, Jiale; Zhang, Yuankai; Ling, Fenglou; Liu, Xiaolong; Zhang, Zhian; Xu, Chen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Nitrógeno
Metabolismo
Enzimas
Clorofila
Arroz
Crecimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La disponibilidad de nitrógeno (N) influye significativamente en el metabolismo y la productividad de las plantas. El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos del estrés por bajo N y la posterior suplementación de N en las enzimas clave del metabolismo del nitrógeno, las sustancias relacionadas con el metabolismo del nitrógeno y los parámetros cinéticos de fluorescencia de clorofila a en genotipos de arroz con diferentes eficiencias de utilización de nitrógeno. Utilizamos Jijing 88 (tolerante a bajo N) y Xinong 999 (sensible a bajo N) como materiales de prueba. Durante las etapas de plántula, macollaje y espigado, los tratamientos 1/2N y 1/4N se restauraron al nivel de tratamiento 1N. Se utilizaron nueve tratamientos en este experimento: CK (1N), A1 (1/2N), A2 (1/2N restaurado a 1N durante la etapa de plántula), A3 (1/2N restaurado a 1N durante la etapa de macollaje), A4 (1/2N restaurado a 1N durante la etapa de espigado), B1 (1/4N), B2 (1/4N restaurado a 1N durante la etapa de plántula), B3 (1/4N restaurado a 1N durante la etapa de macollaje) y B4 (1/4N restaurado a 1N durante la etapa de espigado). Se analizaron las respuestas fisiológicas clave, los compuestos de nitrógeno, las actividades enzimáticas y la cinética de fluorescencia de clorofila a. En condiciones de bajo nitrógeno, el crecimiento y la asimilación de nitrógeno del arroz se vieron inhibidos. En comparación con XN 999, JJ 88 mantiene niveles más altos de materia seca, actividad de la nitrato reductasa (NR), actividad de la glutamina sintetasa (GS), actividad de la glutamato oxaloacetato transaminasa (GOT), actividad de la glutamato piruvato transaminasa (GPT), así como contenidos de nitrato (NO) y amonio (NH). Después de la suplementación de N durante la etapa temprana de crecimiento, tanto JJ 88 como XN 999 exhiben capacidades de recuperación. Sin embargo, en la etapa tardía de crecimiento, JJ 88 demuestra capacidades de recuperación superiores. Además de mejorar los niveles de metabolismo del nitrógeno, también hay un aumento en el contenido de sustancias de regulación osmótica como azúcares solubles, aminoácidos libres y prolina, junto con respuestas en los parámetros cinéticos de fluorescencia de clorofila. Esto se manifestó principalmente en la mejora del índice de rendimiento (PI, PI) y el rendimiento cuántico, que mantienen el rendimiento fotosintético y la eficiencia del transporte de electrones. Los hallazgos de la investigación indicaron que reducir el suministro de N durante la etapa temprana de crecimiento y restaurar los niveles de N en la etapa posterior son beneficiosos para la recuperación de variedades de arroz tolerantes a bajo nitrógeno. Por lo tanto, en el contexto de la producción agrícola sostenible, la cría de variedades de arroz tolerantes a bajo nitrógeno y la optimización de la gestión de fertilizantes de N son cruciales.
Descripción
La disponibilidad de nitrógeno (N) influye significativamente en el metabolismo y la productividad de las plantas. El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos del estrés por bajo N y la posterior suplementación de N en las enzimas clave del metabolismo del nitrógeno, las sustancias relacionadas con el metabolismo del nitrógeno y los parámetros cinéticos de fluorescencia de clorofila a en genotipos de arroz con diferentes eficiencias de utilización de nitrógeno. Utilizamos Jijing 88 (tolerante a bajo N) y Xinong 999 (sensible a bajo N) como materiales de prueba. Durante las etapas de plántula, macollaje y espigado, los tratamientos 1/2N y 1/4N se restauraron al nivel de tratamiento 1N. Se utilizaron nueve tratamientos en este experimento: CK (1N), A1 (1/2N), A2 (1/2N restaurado a 1N durante la etapa de plántula), A3 (1/2N restaurado a 1N durante la etapa de macollaje), A4 (1/2N restaurado a 1N durante la etapa de espigado), B1 (1/4N), B2 (1/4N restaurado a 1N durante la etapa de plántula), B3 (1/4N restaurado a 1N durante la etapa de macollaje) y B4 (1/4N restaurado a 1N durante la etapa de espigado). Se analizaron las respuestas fisiológicas clave, los compuestos de nitrógeno, las actividades enzimáticas y la cinética de fluorescencia de clorofila a. En condiciones de bajo nitrógeno, el crecimiento y la asimilación de nitrógeno del arroz se vieron inhibidos. En comparación con XN 999, JJ 88 mantiene niveles más altos de materia seca, actividad de la nitrato reductasa (NR), actividad de la glutamina sintetasa (GS), actividad de la glutamato oxaloacetato transaminasa (GOT), actividad de la glutamato piruvato transaminasa (GPT), así como contenidos de nitrato (NO) y amonio (NH). Después de la suplementación de N durante la etapa temprana de crecimiento, tanto JJ 88 como XN 999 exhiben capacidades de recuperación. Sin embargo, en la etapa tardía de crecimiento, JJ 88 demuestra capacidades de recuperación superiores. Además de mejorar los niveles de metabolismo del nitrógeno, también hay un aumento en el contenido de sustancias de regulación osmótica como azúcares solubles, aminoácidos libres y prolina, junto con respuestas en los parámetros cinéticos de fluorescencia de clorofila. Esto se manifestó principalmente en la mejora del índice de rendimiento (PI, PI) y el rendimiento cuántico, que mantienen el rendimiento fotosintético y la eficiencia del transporte de electrones. Los hallazgos de la investigación indicaron que reducir el suministro de N durante la etapa temprana de crecimiento y restaurar los niveles de N en la etapa posterior son beneficiosos para la recuperación de variedades de arroz tolerantes a bajo nitrógeno. Por lo tanto, en el contexto de la producción agrícola sostenible, la cría de variedades de arroz tolerantes a bajo nitrógeno y la optimización de la gestión de fertilizantes de N son cruciales.