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Plasticidad de la Arquitectura Radicular y Regulación de ROS-Auxina en Restricción de la Zona Radicular

Autores: Xing, Qiang; Zhao, Ruotong; Zhou, Peng; Qin, Jun; Liu, Heming; Yu, Shuiyan; Zhao, Bin; Hu, Yonghong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Restricción de la zona radicular
Asignación de biomasa
Arquitectura radicular
Impulsores de plasticidad
Dismutasa de superóxido
Transportador de auxina

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 7

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La tecnología de restricción de zona radicular (RZR) optimiza el crecimiento y la calidad de las plantas. Sin embargo, el sistema radicular carnoso muestra sensibilidad a las limitaciones espaciales, y la investigación sobre la plasticidad de su arquitectura radicular y los mecanismos de adaptación sigue siendo insuficiente. Este estudio proporciona un análisis funcional de la asignación de biomasa y las respuestas arquitectónicas de las raíces a la restricción de la zona radicular (RZR), comparando tres volúmenes de contenedor (8.5, 17 y 34 L). Mientras que la biomasa total aumentó con el volumen de la zona radicular (por ejemplo, la biomasa de los brotes aumentó de 9.30 g a 59.94 g), la RZR indujo un aumento del 44.8% en la relación raíz-brote, lo que indica una reasignación de carbono para mejorar la adquisición de recursos subterráneos. El análisis de componentes principales identificó la biomasa de raíces, el volumen y el área superficial como los principales impulsores de plasticidad. La eficiencia óptima de las raíces ocurrió entre 26.09 y 28.23 L, donde la longitud de las raíces y el número de puntas/bifurcaciones alcanzaron su punto máximo. Mecanísticamente, la RZR elevó la actividad de la superóxido dismutasa (SOD) en un 49.74% pero redujo la catalasa (CAT) en un 74.24%, interrumpiendo la homeostasis de HO. Concurrentemente, los genes transportadores de auxina fueron regulados al alza, promoviendo la elongación de las raíces y el ramificado lateral a través de la redistribución de auxina. Hipotetizamos que la interacción entre ROS y auxina media la reconfiguración arquitectónica para mitigar el estrés espacial, con raíces engrosadas que mejoran la estabilidad estructural en entornos restringidos. El estudio subraya la necesidad de optimizar el volumen de la zona radicular en el cultivo de especies leñosas, proporcionando umbrales (por ejemplo, >28 L para plantas maduras) para equilibrar el rendimiento de biomasa y los costos fisiológicos en la gestión hortícola.

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