Low root zone temperature effects on bean (Phaseolus vulgarisL.) plants inoculated withRhizobium leguminosarumbv.phaseolipre-incubated with methyl jasmonate and/or genistein

Poustini, K; Mabood, Fazli; Smith, Donald L.

doi:10.1080/09064710500246127

Cited by 4 publications

(3 citation statements)

References 26 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Temperature also affects the contribution of the two N sources to plant N status, with BNF generally considered more cold‐sensitive than soil N uptake (Legros & Smith, 1994; Matthews & Hayes, 1982; Thomas & Sprent, 1984). In soybean, root zone temperatures (RZT) less than 25°C delay the onset of BNF, with nodule initiation limited at 10°C RZT and activity at 15°C (Legros & Smith, 1994; Mishra, Mishra, Selvakumar, Kundu, & Shankar Gupta, 2009; Poustini, Mabood, & Smith, 2005; Zhang, Lynch, & Smith, 1995). However, low soil temperatures may also limit mineral N uptake by restricting root growth and/or nitrate uptake as seen in controlled environments (Rufty, Raper, & Jackson, 1981; Tolley & Raper, 1985) but not in field trials.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Genotype and cytokinin effects on soybean yield and biological nitrogen fixation across soil temperatures

Kempster

Barat

Bishop

et al. 2020

Annals of Applied Biology

View full text Add to dashboard Cite

High nitrogen (N) supply is required for high‐yielding soybean, but low soil temperatures in either early production systems or cool environments delay nodulation and limit biological nitrogen fixation (BNF). Because cytokinins are key signalling hormones in mediating nodule formation and our initial controlled environment experiment indicated that seed cytokinin treatment increased early BNF and total nodule area, it was used in field trials. Cytokinin was applied (seed or foliar) to two commercial soybean genotypes (DM50I17 and DM40R16) in field trials with early (September and early November) and conventional (late November) sowing dates in Argentina. In the field, DMR50I7 achieved consistent yields across sowing dates because increased BNF compensated for limited soil N uptake in early sowing dates, also leading to 25% higher nitrogen use efficiency (NUE). Surprisingly, soil N uptake was more cold‐sensitive than BNF with greater and prolonged N fixation in early sowing, perhaps through delayed nodulation, leading to improved N harvest index. Cytokinin seed treatment increased BNF (26%) in DM40R16 especially in early sowing dates. Although cytokinin improved cold tolerance of BNF, this was not explained by altered nodulation and did not increase yield. Here we show genetic differences in N supply in commercial soybean genotypes and the importance of BNF to maintain yield in early sown soybean.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Genotype and cytokinin effects on soybean yield and biological nitrogen fixation across soil temperatures

Kempster

Barat

Bishop

et al. 2020

Annals of Applied Biology

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Researches on soybean (Zhang et al, 1995) and annual medics (Amini Dehaghi & Modarres Sanavy, 2003) have shown that low RZT decreased root dry matter, leaf number, and leaf area. Poustini et al (2005) reported that in the low RZT, plants had fewer leaves and smaller leaf area than did plants at a higher RZT.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Influence of root-zone temperature on growth and nitrogen fixation in three Iranian grasspea landraces

Mahdavi

Sanavy

Saberali

et al. 2010

Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Soil & Plant Sc

View full text Add to dashboard Cite

In order to study the effects of different root-zone temperature (RZT) and two Rhizobium leguminosarum strains (originating from cold area and temperate area) on some grasspea (Lathyrus sativus) landraces (Ardabil, Shahrekord, and Zanjan) of Iran, an experiment was conducted in a controlled-environment chamber. In this experiment, four root-zone temperatures (5, 10, 15, and 258C) and a constant air temperature were considered. Results showed that there were differences among the grasspea landraces for nodulation and nitrogen fixation, growth and development, and dry matter. Low RZT reduced growth, nodulation, and nitrogen fixation in grasspea landraces. Strains had different effects on landraces. Inoculated plants with strain originating from cold areas produced the most nodule number, and plant nitrogen concentration at 158C RZT, whereas inoculated plants with strain originating from temperate area produced the most nodule number, and plant nitrogen concentration at 258C RZT. Nodulation, nitrogen fixation, and nitrogenase activities of inoculated plants with a strain originating from cold areas in inoculated plants were higher at low temperature than in inoculated plants with a strain originating from temperate areas. This experiment also showed that grasspea production is not likely to be successful when RZT is below 108C, especially during vegetative development. Therefore, in the zones where soil temperature is greater than 108C RZT, grasspea landraces have normal growth and produce average yields.

show abstract

“…Доведено, що ЖК може слугувати сигнальною молекулою на ранніх стадіях встановлення симбіотичних взаємовідносин; зокрема, індукувати експресію nod-генів у ризобій [121,122], стимулювати продукцію і секрецію NFs у B. japonicum [123]. Преінокуляція B. japonicum чи R. leguminosarum із ЖК посилює бульбочкоутворення у рослин сої та підвищує активність азотфіксації у рослин квасолі [121,124]. Наведені дані підтверджують, що ЖК може виступати як позитивним, так і негативним регулятором процесів нодуляції та азотфіксації залежно від виду бобових, типу й концентрації ЖК [38,39].…”

unclassified

Phytohormonal regulation of legume-rhizobium symbiosis

Kots¹,

Gryshchuk²

2019

Fiziol. rast. genet.

View full text Add to dashboard Cite

Взаємодія NF і RLK є основною умовою для запуску генетичних програм інфікування і нодуляції коренів бобових рослин [22].Активація кіназоподібного рецептора NFR зумовлює деформацію кореневих волосків і наступну стимуляцію даунстрім-сигналінгу внаслідок вивільнення ядерного Са 2+ , подальший органогенез бульбочок у внутрішньому корковому шарі коренів, сприяє розвитку ризобіальної інфекції шляхом подовження інфекційних ниток від кінчиків кореневих волосків. Перинуклеарний катіонний канал MtDMI1 (does-not-make-infections1)/LjCASTOR/LjPOLLUX відіграє критичну роль перед викидом Са 2+ під час раннього інфікування ризобіями, його функція, очевидно, регулюється компонентом MtDMI2 (does-not-make-infections2)/LjSYMRK (Symbio)/MsNORK, що належить до родини LRR-RLK [23]. Мутації, пов'язані з втратою специфічних функцій у цих генах, спричинюють зміни у вивільненні Ca 2+ у ядрі, тим самим порушують формування кореневих бульбочок, але не впливають на деформацію кореневих волосків у відповідь на інокуляцію ризобій [20,24]. Проте порушення деформації кореневих волосків і вивільнення іонів кальцію були виявлені в рослин із NFR мутацією. Це означає, що DMI1 і DMI2 діють даунстрім NFR у сигнальному шляху Nod-фактора [14,23]. Ca 2+ -залежний компонент MtDMI3 був ідентифікований як ядернолокалізована Ca 2+ -кальмодулінзалежна кіназа (CCaMK), яка функціонує після викиду іонів кальцію [25]. Mtdmi3 мутант не може утворювати кореневі бульбочки, навіть незважаючи на те, що процес викиду ядерного Ca 2+ не піддавався впливу під час ранніх етапів нодуляції [19,23,26]. Водночас конститутивно активований MtDMI3 спонтанно індукував псевдобульбочки як у мутантів дикого типу, так і в мутантів Mtdmi1, Mtdmi 2. Вивільнення ядерного Ca 2+ та подальша активація CCaMK показали, що CCaMK є регулятором транскрипційних факторів для ранніх генів, чутливих до NFs, таких як ENODs (еxpression of early nodulin), CYCLOPS, NIN (nodule inception) [23,27,28]. MtDMI3 безпосередньо зв'язується з комплексом транскрипційних факторів NSP1/NSP2 (nodulation signaling pathway), який регулює експресію ENOD11. При цьому експресія ENOD11 потребує наявності Nodфакторів, вивільнення іонів кальцію та активації CCaMK [25,29,30]. Отже, згідно з отриманими результатами, NFR-індуковане вивільнення Ca 2+ активує локалізований в ядрі CCaMK, а потім модулює транскрипційні фактори через NSP1/NSP2 для ініціювання бульбочкоутворення [23].Припускають, що LRR-RLK бере участь у початковій ініціації шляхів бактеріальної інвазії (скручування кореневих волосків, утворення інфекційних ниток), а LysM-RLK відіграє ключову роль у подальшому розвитку сигнального каскаду, що приводить до органогенезу бульбочок у клітинах кори і перициклу. Водночас активація LysM-RLK, ймовірно, є необхідною умовою для функціонування LRR-RLK [6,31]. Як уже зазначалось, подальша індукція даунстрімпроцесів залежить від кальцій-опосередкованої активації центрального регулятора -кальцій-кальмодулінкінази CСaMK та активації кількох генів, таких як GRAS-транскрипційні фактори NSP1, NSP2 [27][28][29], а також транскрипційног...

show abstract

Low root zone temperature effects on bean (Phaseolus vulgarisL.) plants inoculated withRhizobium leguminosarumbv.phaseolipre-incubated with methyl jasmonate and/or genistein

Cited by 4 publications

References 26 publications

Genotype and cytokinin effects on soybean yield and biological nitrogen fixation across soil temperatures

Genotype and cytokinin effects on soybean yield and biological nitrogen fixation across soil temperatures

Influence of root-zone temperature on growth and nitrogen fixation in three Iranian grasspea landraces

Phytohormonal regulation of legume-rhizobium symbiosis

Contact Info

Product

Resources

About