Ammonium nutrition in tomatometabolic and transcriptomic regulation by atmospheric CO2

Abstract

La nutrición amoniacal resulta tóxica para la mayoría de las plantas de cultivo, siendo la capacidad de asimilar el amonio crucial para evitar su acumulación hasta niveles tóxicos en los tejidos.En este trabajo se analiza la hipótesis de que un mayor aporte de esqueletos carbonados favorecería un aumento de la tolerancia al amonio. Para ello, se crecieron plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.) a elevado CO2 (800 ppm CO2), lo cual estimulaba la tasa de fotosíntesis. Las plantas de tomate crecidas bajo una elevada concentración de CO2 mostraban distintas estrategias en función de la dosis de amonio. Así, a dosis moderada de amonio, se inducía un cierre estomático que limitaba la toma de amonio, y por tanto, su acumulación en los tejidos. A alta dosis de amonio, la planta incrementa la capacidad de asimilación de amonio en aminoácidos, al favorecerse la síntesis de carbohidratos y, por tanto, de ácidos orgánicos gracias a una activación de las enzimas anapleróticas del ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Si bien el elevado CO2 mejoraba el crecimiento de la planta independientemente de la fuente de N, no revertía completamente el estrés amoniacal bajo altas dosis de amonio. Por lo tanto, otros factores deben estar limitando la tolerancia al amonio en plantas de tomate. El análisis transcriptómico a 15 mM de N confirmaba que la raíz tiene un papel relevante regulando genes relacionados con una respuesta defensiva de la planta al estrés. Además, se observó que la enzima GDH de la raíz de tomate mostraba un papel potencialmente aminante para la detoxificación de altos aportes de amonio.