Influencia de la simbiosis micorrízica de tipo arbuscular sobre el flujo de carbono en plantas de tomate (Solanum lycopersicum)

Abstract

The mutualism of plants and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) is based on the bidirectional flux of nutrients between both symbionts. Alterations of such flux results in contrasting growth responses in the host plant that are classified as positive, negative, and neutral. Here we analysed the carbon dynamics in tomato plants (Solanum lycopersicum) inoculated with Rhizophagus irregularis that showed contrasting growth responses to mycorrhizal association by fertilizing plants with different phosphorus (P) that corresponded to 1.3 mM (High P), 0.065 mM (Low P) and 0 mM (Null P) of NaH2PO4, respectively. Root colonization by R. irregularis was significantly reduced in plants that were fertilized with High P; while P reduction to Low and Null P increased mycorrhizal colonization. At Low P, we detected the highest accumulation of the AMF biomass biomarker lipid 16:1?5. Inoculated plants fertilized with High P showed a neutral growth response. Inoculated plants fertilized with Low P showed a positive growth response that was observed as an increment of source leaves area and biovolume index. Growth response of plants growing at Null P conditions was negative and was observed as lower height, source leaves area and biovolume index compared to non-inoculated plants. Soluble sugar accumulation was higher in mycorrhizal plants in all P fertilization levels. In plants that showed positive growth response, mycorrhizal roots accumulated significantly lower soluble sugars that non mycorrhizal roots. Transcriptional up-regulation of the gen of the apoplastic invertase LIN6 was observed in mycorrhizal root of plants that showed negative growth responses.

El mutualismo entre plantas y hongos micorrizógenos arbusculares (HMA) está basado en el intercambio bidireccional de nutrientes. La alteración de este intercambio de nutrientes, resulta en respuestas de crecimiento contrastantes en el hospedero que se clasifican como positivas, negativas y neutras. En el presente trabajo se analizó la dinámica del flujo de carbono en plantas de tomate (Solanum lycopersicum) inoculadas con Rhizophagus irregularis en las que se indujeron respuestas de crecimiento contrastantes a la asociación, por modificación de la fertilización con fósforo (P) que correspondieron a 1.3 mM (P Alto), 0.065 mM (P Bajo) y 0 mM (P Nulo) de NaH2PO4, respectivamente. La colonización de las raíces se redujo cuando las plantas se fertilizaron con P Alto; la reducción de la fertilización a concentraciones de P Bajo y Nulo incrementó la colonización del HMA. Se observó que cuando las plantas se fertilizaron con P Bajo, incrementó significativamente la acumulación del lípido 16:1?5, biomarcador de la biomasa de HMA. Las plantas inoculadas y fertilizadas con la concentración de P Alto presentaron una respuesta neutra de crecimiento. Las plantas inoculadas con el HMA y fertilizadas con P Bajo, manifestaron una respuesta de crecimiento positiva, que se observó como incremento del área foliar de las hojas fuente. Cuando se aplicó solución nutritiva con P Nulo, la respuesta en crecimiento de las plantas inoculadas fue negativo, observando reducción en altura, área foliar de hojas fuente e índice de biovolumen. La acumulación de azúcares solubles totales en hojas fuente fue mayor en plantas inoculadas, en todas las condiciones de fertilización. En raíces, las plantas que presentaron respuesta positiva de crecimiento a la asociación micorrízica acumularon menos azúcares solubles totales. Se detectó acumulación de transcritos del gen de la invertasa LIN6 en plantas que presentaron represión del crecimiento por efecto de la asociación micorrízica.