Effect of Arbuscular Mycorrhiza Fungi on Transpiration and Leaf Water Potential in Drought-Stressed Maize

Titelangaben

Heroux, Kelly Mae:
Effect of Arbuscular Mycorrhiza Fungi on Transpiration and Leaf Water Potential in Drought-Stressed Maize.
Bayreuth , 2022 . - III, 29 S.
(Masterarbeit, 2021 , Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften)
DOI: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00006665

Volltext

Link zum Volltext (externe URL):

Abstract

Stomata behavior has profound implications for water fluxes between
soil and the atmosphere. It remains unknown what exactly triggers
stomata closure when there is a soil water deficit. Meanwhile, it is
understood that arbuscular mycorrhizae fungi (AMF) improve the
water retention quality of soils and root water uptake. The objective
of this study was to demonstrate a link between the influence of AMF
on the water status of maize plants when exposed to drought. It was
hypothesized that soils in the rhizosphere of plants inoculated with
AMF have a less severe drop in soil matric potential, allowing for
increased and extended water uptake at the soil-root interface during
soil drying, and subsequently, as soil dried, an enhanced plant water
status would be observed for inoculated plants. To test these
hypotheses, measurements were taken of transpiration rates, soil
water content, leaf water potential, above- and belowground biomass,
and root morphology of maize grown with and without AMF
inoculation and exposed to drought conditions. The results
demonstrated that, as soil dried, AMF symbiosis allowed for a more
gradual decline of leaf water potential, facilitating both higher and
sustained transpiration rates when compared with plants grown
without AMF inoculation. It is concluded that AMF supported
Data fields EPub Bayreuth
maintaining the hydraulic continuity between maize roots and drying
soils, reducing the drop in matric potential at the root-soil interface.
These findings express the importance in linking AMF colonization
with plant hydraulics and stomatal conductance to improve plant
resistance to drought, as well as supporting more precise predictions
of plant response to soil drying, especially in the face of climate
change.

Abstract in weiterer Sprache

Das Verhalten der Spaltöffnungen hat tiefgreifende Auswirkungen
auf die Wasserflüsse zwischen Boden und Atmosphäre. Es ist nach
wie vor unbekannt, was genau das Schließen der Stomata bei einem
Wasserdefizit im Boden auslöst. Inzwischen weiß man, dass
arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMF) die Wasserrückhaltequalität des
Bodens und die Wasseraufnahme der Wurzeln verbessern. Ziel dieser
Studie war es, einen Zusammenhang zwischen dem Einfluss von
AMF auf den Wasserstatus von Maispflanzen bei Trockenheit
aufzuzeigen. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Böden in
der Rhizosphäre von Pflanzen, die mit AMF geimpft sind, einen
weniger starken Rückgang des Matrixpotentials des Bodens
aufweisen, was eine erhöhte und verlängerte Wasseraufnahme an der
Boden-Wurzel-Grenzfläche während des Austrocknens des Bodens
ermöglicht, und dass anschließend, wenn der Boden trocknet, ein
verbesserter Wasserstatus der geimpften Pflanzen zu beobachten ist.
Um diese Hypothesen zu prüfen, wurden die Transpirationsraten, der
Bodenwassergehalt, das Wasserpotenzial der Blätter, die ober- und
unterirdische Biomasse sowie die Wurzelmorphologie von Mais mit
und ohne AMF-Impfung unter Trockenheitsbedingungen gemessen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die AMF-Symbiose beim Austrocknen
des Bodens zu einem langsameren Rückgang des Wasserpotenzials
der Blätter führte und im Vergleich zu Pflanzen, die ohne AMFInokulation
angebaut wurden, sowohl höhere als auch anhaltende
Transpirationsraten ermöglichte. Daraus wird geschlossen, dass AMF
die Aufrechterhaltung der hydraulischen Kontinuität zwischen
Maiswurzeln und austrocknenden Böden unterstützte und so den
Rückgang des Matrixpotenzials an der Wurzel-Boden-Grenzfläche
verringerte. Diese Ergebnisse zeigen, wie wichtig es ist, die AMFKolonisierung
mit der Pflanzenhydraulik und der stomatären
Leitfähigkeit zu verknüpfen, um die Widerstandsfähigkeit der
Pflanzen gegen Trockenheit zu verbessern und genauere Vorhersagen
über die Reaktion der Pflanzen auf Bodentrockenheit zu
ermöglichen, insbesondere im Hinblick auf den Klimawandel.