Obtenir de l'azote est un problème pour certaines plantes, mais pas pour les légumineuses qui peuvent fixer l'azote dans le sol, grâce aux nodules racinaires. Obtenir suffisamment de carbone pour traiter l'azote est plus problématique pour les légumineuses, elles contrôlent donc leur nombre de nodules par un mécanisme d'autorégulation. Certaines plantes mutantes « super-nodulent » et on pense qu'elles sont limitées en carbone. Alors que leur arrivera-t-il avec des concentrations élevées de dioxyde de carbone dans l'atmosphère ? Yunfa Qiao et ses collègues en Chine et en Australie, comparé les réponses de Medicago truncatula mutants de super-nodulation (soleil-4 et rdn1-1) et de type sauvage à cinq CO₂ niveaux (300–850 μmol mol^-1), découvrir.

Il est important de savoir comment les plantes réagissent au dioxyde de carbone élevé, car cela peut stimuler la photosynthèse. Mais si les plantes ne peuvent pas accéder à d'autres nutriments, l'augmentation de la photosynthèse pourrait causer d'autres problèmes. Un casse-tête est de savoir comment les légumineuses, avec leur capacité à développer des nodules pour tirer parti de l'augmentation du dioxyde de carbone, réagiront-elles aux conditions futures ?

Qiao et ses collègues ont comparé deux mutants de super-nodulation de M. truncatula ou bariltrèfle, soleil-4 et rdn1-1 et un type sauvage pour voir comment la fixation de l'azote variait en réponse à des concentrations élevées de dioxyde de carbone. Ils ont cultivé les plantes dans cinq concentrations différentes de dioxyde de carbone. Ils ont ensuite examiné la formation de nodules et la fixation de l'azote à dix-huit et quarante-deux jours après le semis.

Les plantes ont toutes augmenté la biomasse, le nombre de nodules et l'azote fixé avec l'augmentation du dioxyde de carbone - jusqu'à 700 parties par million. Mais les mutants s'en sont tirés différemment. Le rdn1-1 le mutant avait tendance à être un peu plus performant que le type sauvage. Mais le soleil-4 mutant a moins bien performé.

"La différence la plus frappante a été observée dans l'incapacité des soleil-4 mutant pour compenser sa biomasse de pousses réduite sous eCO₂, bien que rdn1-1 le mutant a dépassé les augmentations de la biomasse des pousses observées dans le WT A17 », écrivent et ses collègues. « De même, le rdn1-1 mutant a montré le N total le plus élevé₂ fixation, notamment sous eCO₂ (par exemple 700 μmol mol^-1). Celle-ci était fortement corrélée à l'augmentation de la biomasse des pousses… En revanche, la soleil-4 le mutant a eu du mal à augmenter la biomasse des pousses avec l'augmentation de N₂ fixation, en plus d'être caractérisé par un N total plus faible₂ fixation par plante. Par conséquent, nous concluons que le phénotype de la soleil-4 mutant, similaire aux mutants respectifs dans le soja…, n'est pas lié à l'apport de C en raison de la mutation spécifique dans le SUNN/NARK gène."

ARTICLE DE RECHERCHE

Qiao Y, Miao S, Jin J, Mathesius U, Tang C. 2021. Réponses différentielles des sunn4 et rdn1-1 mutants de super-nodulation de Medicago truncatula au CO2 atmosphérique élevé. Annals of Botany 128: 441-452. https://doi.org/10.1093/aob/mcab098