Impact of phosphorus nutrition on senescence and resistance to pathogen infection in rice

Resum

Les plantes s'enfronten constantment a una sèrie d'estressos ambientals, biòtics i abiòtics, que provoquen importants reduccions de la productivitat dels cultius. L'estrès abiòtic, com les temperatures extremes, la salinitat, la sequera, les inundacions, la toxicitat per metalls pesants i la disponibilitat de nutrients, afecta negativament el creixement i la productivitat de les plantes a tot el món. A la natura, les plantes també estan exposades a la infecció per una àmplia gamma de patògens, com fongs, oomicets, bacteris, virus, insectes, nematodes i plantes paràsites. La majoria dels estudis per determinar els efectes de l'estrès ambiental s'han fet en plantes exposades a un estrès individual. No obstant, les respostes de les plantes a l'estrès combinat no es poden predir directament a partir de l’estudi d'un únic estrès alhora, una situació que poques vegades es dóna a la natura. Les vies de senyalització activades per un estrès concret poden interactuar amb la resposta de la planta a un altre tipus d'estrès, de manera sinèrgica o antagònica. En aquesta tesi doctoral s'han investigat les regulacions interconnectades entre la nutrició de fosfat i la immunitat en plantes d'arròs. També hem explorat l'impacte de la fertilització del fosfat sobre la senescència foliar en arròs. El fòsfor és un macronutrient essencial a les plantes que s'absorbeix a través de les arrels en forma de fosfat inorgànic (Pi). Encara que el contingut global de P a terra és generalment alt, la baixa biodisponibilitat de Pi representa un factor limitant per al creixement de les plantes. En conseqüència, els fertilitzants amb Pi es fan servir habitualment per optimitzar el rendiment dels cultius. Tot i això, l'ús excessiu de fertilitzants amb Pi condueix a un escenari d'excés de Pi als sòls agrícoles. El capítol I descriu que l'acumulació de Pi afecta negativament la senescència de la fulla d’arròs. El capítol II detalla l'efecte del Pi al patosistema arròs/Magnaporthe oryzae. L'acumulació de Pi als teixits de l'arròs té un efecte sobre tots dos individus: la planta i el patogen. D'una banda, l'acumulació de Pi afecta negativament la capacitat de la planta per activar respostes de defensa durant la infecció del patogen. Pel costat del patogen, l'acumulació de Pi afavoreix l'expressió dels efectors de M. oryzae, i modula de manera oposada l'expressió dels supressors de la mort cel·lular de la planta i dels efectors inductors de la mort cel·lular de la planta. El Capítol III reporta l'impacte del contingut de Pi a la malaltia bakanae causada per Fusarium fujikuroi. El Pi promou la colonització de les arrels per part de F. fujikuroi alhora que compromet l'expressió de la resposta immune. Finalment, el capítol IV explora els beneficis rebuts per la simbiosi micorrícica arbuscular en varietats d'arròs d'elit (cultivars d'arròs temperate japonica). Les plantes d'arròs micoríciques cultivades en condicions controlades en sòl natural, així com en condicions de camp, presenten resistència a piriculariosi. En conjunt, aquests resultats recolzen que l'excés de fosfat afecta negativament la resistència a les malalties en l'arròs, almenys els fongs patògens M. oryzae i F. fujikuroi. Els nivells de Pi a les fulles d'arròs són també un factor important en la determinació de la senescència foliar en arròs. Els resultats obtinguts en aquest estudi poden establir les bases per optimitzar racionalment l'ús de fertilitzants i pesticides al cultiu d'arròs.

Data del Ajut	16 de des. 2024
Idioma original	Anglès
Supervisor	Blanca San Segundo de los Mozos (Director/a)