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Unraveling root and rhizosphere traits in temperate maize landraces and modern cultivars : Implications for soil resource acquisition and drought adaptation

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Wild, Andreas J. ; Steiner, Franziska A. ; Kiene, Marvin ; Tyborski, Nicolas ; Tung, Shu‐Yin ; Köhler, Tina ; Carminati, Andrea ; Eder, Barbara ; Groth, Jennifer ; Vahl, Wouter K. ; Wolfrum, Sebastian ; Lüders, Tillmann ; Laforsch, Christian ; Mueller, Carsten W. ; Vidal, Alix ; Pausch, Johanna:
Unraveling root and rhizosphere traits in temperate maize landraces and modern cultivars : Implications for soil resource acquisition and drought adaptation.
In: Plant, Cell & Environment. (2024) .
ISSN 1365-3040
DOI: https://doi.org/10.1111/pce.14898

Abstract

A holistic understanding of plant strategies to acquire soil resources is pivotal in achieving sustainable food security. However, we lack knowledge about variety-specific root and rhizosphere traits for resource acquisition, their plasticity and adaptation to drought. We conducted a greenhouse experiment to phenotype root and rhizosphere traits (mean root diameter [Root D], specific root length [SRL], root tissue density, root nitrogen content, specific rhizosheath mass [SRM], arbuscular mycorrhizal fungi [AMF] colonization) of 16 landraces and 22 modern cultivars of temperate maize (Zea mays L.). Our results demonstrate that landraces and modern cultivars diverge in their root and rhizosphere traits. Although landraces follow a ‘do-it-yourself’ strategy with high SRLs, modern cultivars exhibit an ‘outsourcing’ strategy with increased mean Root Ds and a tendency towards increased root colonization by AMF. We further identified that SRM indicates an ‘outsourcing’ strategy. Additionally, landraces were more drought-responsive compared to modern cultivars based on multitrait response indices. We suggest that breeding leads to distinct resource acquisition strategies between temperate maize varieties. Future breeding efforts should increasingly target root and rhizosphere economics, with SRM serving as a valuable proxy for identifying varieties employing an outsourcing resource acquisition strategy.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie > Lehrstuhl Tierökologie I > Lehrstuhl Tierökologie I - Univ.-Prof. Dr. Christian Laforsch
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie > Lehrstuhl Ökologische Mikrobiologie > Lehrstuhl Ökologische Mikrobiologie - Univ.-Prof. Dr. Tillmann Lüders
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Geowissenschaften > Professur Agrarökologie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Geowissenschaften > Professur Agrarökologie > Professur Agrarökologie - Juniorprof. Dr. Johanna Pausch
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung - BayCEER
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie > Lehrstuhl Tierökologie I
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie > Lehrstuhl Ökologische Mikrobiologie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Geowissenschaften
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 550 Geowissenschaften, Geologie
Eingestellt am: 09 Apr 2024 06:34
Letzte Änderung: 17 Apr 2024 07:40
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/89172