Physiological and molecular insights into the resilience of biological nitrogen fixation to applied nitrogen in Saccharum spontaneum, wild progenitor of sugarcane
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Notice bibliographique
Résumé
Excessive use of nitrogen (N) fertilizer for sugarcane cultivation is a significant cause of greenhouse gas emission. N use-efficiency (NUE) of sugarcane is relatively low, and considerable effort is now directed to exploit biological nitrogen fixation (BNF) in sugarcane. We hypothesize that genetic base-broadening of sugarcane using high-BNF Saccharum spontaneum , a wild progenitor of sugarcane, will help develop N-efficient varieties. We found remarkable genetic variation for BNF and growth in S. spontaneum accessions, and BNF in some accessions remained highly resilient to inorganic N application. Physiological and molecular analyses of two S. spontaneum accessions with high-BNF capacity and growth, namely G152 and G3, grown under N replete and low N conditions showed considerable similarity for total N, NH 4 -N, soluble sugar, indoleacetic acid, gibberellic acid, zeatin and abscisic acid content; yet, they were strikingly different at molecular level. Global gene expression analysis of G152 and G3 grown under contrasting N supply showed genotype effect explaining much of the gene expression variation observed. Differential gene expression analysis found an over-representation of carbohydrate and amino acid metabolism and transmembrane transport genes in G152 and an enrichment of lipid metabolism and single-organism processes genes in G3, suggesting that distinctly divergent metabolic strategies are driving N-related processes in these accessions. This was attested by the remarkable variation in carbon, N, amino acid and hormone metabolism-related gene expression in G152 and G3 under high- and low-N supply. We conclude that both accessions may be achieving similar BNF and growth phenotypes through overlapping but distinctly different biochemical and molecular mechanisms.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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