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Artigo

Effect of Potassium on Ultrastructure of Maize Stalk Pith and Young Root and Their Relation to Stalk Rot Resistance

Resumo

Para estudar o mecanismo da aplicação de potássio (K) na melhoria da resistência do milho à podridão do colmo em nível celular, foram usados o microscópio eletrônico de varredura e o microscópio eletrônico de transmissão para observar o efeito do K na ultraestrutura do tecido da medula do colmo do milho e da célula da ponta da raiz jovem influenciada pelo K e pelo patógeno. No tratamento com deficiência de K, as células do parênquima da medula do colmo tinham uma estrutura anormal, e a parede celular entre as células adjacentes superior e inferior foi danificada, resultando na perda de conexões entre as células vasculares e na capacidade de suporte insuficiente. No entanto, uma nutrição melhorada com K ajudou a manter um arranjo bastante apertado das células da raiz com uma parede celular espessa e a evitar a invasão de patógenos de forma eficaz. Além disso, a célula da raiz tratada com K tinha um aparelho de Golgi abundante, que podia excretar uma grande quantidade de secreções para degradar o micélio. Pontos papilares e de intensidade altamente eletrônica foram acumulados no ponto de invasão para impedir o desenvolvimento do micélio. A nutrição aprimorada de K pode aumentar a capacidade de resistência da planta de milho à podridão do colmo, mantendo a estabilidade da estrutura celular, impedindo a expansão do espaço intracelular para reduzir as chances de invasões de patógenos e reforçando a parede celular e a formação de material intercelular e intracelular para restringir o desenvolvimento adicional do patógeno na célula hospedeira.



Abstract

To study the mechanism of potassium (K) application on improvement of maize resistance to stalk rot at cellular level, scanning electron microscope and transmission electron microscope were used to observe the effect of K on the ultrastructure of maize stalk pith tissue and young root tip cell influenced by K and pathogen. In K deficient treatment, parenchyma cells of stalk pith had abnormal structure, and the cell wall between upper and lower adjacent cell was damaged, resulting in the loss of connections between vascular cells and insufficient supporting capacity. However, an improved K nutrition helped to keep a quite tight arrangement of root cell with thick cell wall, and prevent the invasion of pathogen effectively. Moreover, K treated root cell had abundant golgi apparatus, which could excrete large amount of secretions to degrade mycelium. Papillary and highly electronic intensity dot were accumulated at the invading point to prevent the development of the mycelium. Improved K nutrition could increase the resistant ability of maize plant to stalk rot, through keeping cell structure stability, preventing the expansion of intracellular space to reduce the chances of pathogen invasions, and through reinforcing cell wall and formation of intercellular and intracellular material to restrict further development of pathogen in host cell.


LI Wen-juan
HE Ping
JIN Ji-yun

2010 - Agricultural Sciences in China

Termos de indexação:

Nutrição potássica, microscopia eletrônica, ultraestrutura celular, parede celular, resistência a patógenos, aparelho de Golgi, secreções celulares, hifas fúngicas, estresse nutricional

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