Huajun Yin, Peipei Zhang et Han Yang, Chengdu Institute of Biology of the Chinese language Academy of Sciences, discutent de leur article: Changements dans la coordonnée de la composition des exsudats racinaires avec la conservation des ressources racinaires le lengthy d’un gradient d’altitude
Exsudats racinaires: petites molécules, grande affect
Les écologistes végétaux sont depuis longtemps fascinés par les diverses stratégies que les plantes utilisent pour acquérir des nutriments dans des environnements difficiles. Parmi eux, l’exsudation racinaire est un processus clé pour le transfert de carbone photosynthate dans le sol, permettant aux plantes de s’adapter aux circumstances de changement et complexes du sol en servant de médiateur essential de l’échange d’énergie, de la transmission du sign, ainsi que de l’établissement d’interactions végétales-organisme dans la rhizosphère. Ces fonctions sont remplies par d’innombrables minuscules molécules dans les exsudats, y compris tout, des sucres et des acides aminés aux métabolites secondaires complexes, qui jouent un rôle spécialisé dans l’acquisition de nutriments, les interactions microbiennes et la défense du stress. En tant que tels, les exsudats racinaires représentent l’une des frontières les plus intrigantes et les plus insaisissables des stratégies sous-sol de la plante.
Malgré leur significance, nous avons toujours une compréhension limitée de la façon dont la composition des exsudats change entre les environnements et remark elle est liée aux traits racinaires classiques, tels que la densité des tissus racinaires, la teneur en azote racinaire, le diamètre des racines et la longueur spécifique des racines, sur lesquelles les plantes s’appuient pour survivre et prospérer. Cela est en partie parce que l’étude des exsudats racinaires dans des environnements naturels est difficile, et la chimie complexe des exsudats limite notre capacité à comprendre les stratégies adaptatives du level de vue du trait fonctionnel. En conséquence, la plupart des études se sont concentrées jusqu’à présent sur la quantité d’exsudat produite (par exemple, le carbone organique dissous complete), plutôt que sur ce dont ces exsudats sont réellement faits.
Notre étude
Pour combler l’écart entre les exsudats racinaires et leurs fonctions écologiques, nous avons collecté des exsudats racinaires et des racines fines d’une espèce de conifères dominantes, Abies Georgeile lengthy d’un gradient d’altitude sur le plateau tibétain oriental. Nous avons ensuite appliqué une approche chimiminformatique, une méthode innovante couramment utilisée en pharmacologie. Cette approche nous a permis de traduire la composition chimique complexe de données métabolomiques non ciblées en traits chimiques perceptibles et interprétables, tels que la polarité, l’aromaticité et le potentiel de liaison hydrogène. Ces traits, qui sont liés aux coûts d’investissement en carbone de plantes,, à la convivialité des métabolites par les microbes et à la capacité de défense chimique, qui s’alignent sur les traits fonctionnels classiques, pourraient offrir des informations précieuses sur les rôles écologiques des exsudats racinaires.
Conclusions clés
Nous avons trouvé des changements clairs dans le profil chimique des exsudats racinaires le lengthy du gradient d’altitude. À des altitudes plus faibles, le profil d’exsudat était chimiquement riche, dominé par les métabolites primaires polaires qui aident à libérer les nutriments du sol – une stratégie idéale dans des circumstances plus chaudes et restreintes. Cependant, à des altitudes plus élevées, le profil d’exsudat a changé: il est devenu moins chimiquement diversifié, moins polaire et plus aromatique – des trraits souvent liés à la tolérance au stress et à la défense chimique. Fait intéressant, ces changements dans la chimie des exsudats ont été reflétés par des changements dans les traits radiculaires de la conservation des ressources, avec une densité tissulaire racinaire élevée, à une acquisition rapide, caractérisée par une teneur élevée en azote radiculaire, avec une élévation croissante. Ces résultats mettent en évidence une complémentarité fonctionnelle entre la composition des exsudats racinaires et les traits racinaires classiques dans l’adaptation des plantes aux gradients environnementaux.
Views
Notre étude montre que la composition des exsudats racinaires n’est pas aléatoire; Il s’aligne sur la façon dont les plantes réagissent au stress environnemental et adaptent leurs stratégies d’acquisition de ressources. En utilisant la chimiminformatique, nous avons pu capturer la chimie des exsudats racinaires au niveau moléculaire de résolution et décoder ses variations dans une signification écologique perceptible. Les exsudats racinaires sont depuis longtemps une pièce manquante dans la compréhension des stratégies des plantes. Nos travaux suggèrent qu’ils méritent un rôle plus vital dans les cadres théoriques de l’adaptation écologique des plantes. Cheminformatics fournit un nouvel objectif pour interpréter leur fonction, et cela pourrait nous aider à mieux prédire remark les plantes réagiront aux défis environnementaux émergents à l’avenir.
