Phosphorus and the regulation of nodulation in the actinorhizal symbiosis between Discaria trinervis (Rhamnaceae) and Frankia BCU110501

Resumo

Depois do nitrogênio (N), o fósforo (P) é o nutriente que mais limita a produtividade das plantas. O papel do P no crescimento e nodulação radicular foi estudado na simbiose actinorrízica entre Discaria trinervis e Frankia, uma associação de fixação de N2 intercelular infectada. Crescimento, nodulação e conteúdo de nutrientes (N e P) foram analisados em plantas simbióticas que receberam diferentes fontes de P em soluções nutritivas. A necessidade relativa de P para nodulação foi analisada em plantas com deficiência de P.  A iniciação do nódulo foi menos prejudicada que o crescimento geral da planta pelo baixo P. No entanto, o baixo P prejudicou o crescimento dos nódulos em maior medida do que o crescimento da planta. A proporção de biomassa de nódulos, embora não o número de nódulos por planta, foi estimulada pela oferta de P. A autorregulação da nodulação não foi afetada por P. O uso de N foi limitado pela disponibilidade de P. As reservas de P nas sementes foram suficientes para que a muda estabelecesse nódulos. No entanto, o crescimento de nódulos (e planta) foi limitado na ausência de P exógeno. É possível que P interaja com o controle de feedback do crescimento de nódulos que está associado à demanda da planta por N. A razão de N : P foliar está negativamente correlacionada com a proporção de tecido de nódulos.

Abstract

After nitrogen (N), phosphorus (P) is the nutrient that most limits plant productivity. The role of P on growth and root nodulation was studied in the actinorhizal symbiosis between Discaria trinervis and Frankia, an intercellular infected N₂–fixing association. Growth, nodulation and nutrient content (N and P) were analysed in symbiotic plants receiving different supplies of P in nutrient solutions. The relative requirement of P for nodulation was analysed in P-deficient plants.  Nodule initiation was less impaired than general plant growth by low P. However, low P impaired nodule growth to a greater extent than plant growth. The proportion of nodule biomass, although not the number of nodules per plant, was stimulated by P supply. Autoregulation of nodulation was not affected by P. Use of N was limited by availability of P. Reserves of P in seeds were enough for the seedling to establish nodules. However nodule (and plant) growth was limited in the absence of exogenous P. It is possible that P interacts with the feedback control of nodule growth that is associated with the plant demand for N. Leaf N : P ratio is negatively correlated with the proportion of nodule tissue.