Ammonium fluxes into plant roots: Energetics, kinetics and regulation

Glass, Anthony D. M.; Erner, Y.; Kronzucker, Herbert J.; Schjøerring, Jan K.; Siddiqi, M. Yaeesh; Wang, M.‐Yuan

doi:10.1002/jpln.19971600220

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“…However, increased synthesis of amino acids (Fig. 5) could also downregulate NH 4 + uptake, as reported previously (Causin & Barneix, 1993;Feng et al, 1994;Glass et al, 1997).…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 84%

The influence of root assimilated inorganic carbon on nitrogen acquisition/assimilation and carbon partitioning

Viktor

Cramer

2004

New Phytologist

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Summary• Understanding of the influences of root-zone CO 2 concentration on nitrogen (N) metabolism is limited.• The influences of root-zone CO 2 concentration on growth, N uptake, N metabolism and the partitioning of root assimilated 14 C were determined in tomato ( Lycopersicon esculentum ).• Root, but not leaf, nitrate reductase activity was increased in plants supplied with increased root-zone CO 2 . Root phosphoenolpyruvate carboxylase activity was lower with NO 3 --than with NH 4 + -nutrition, and in the latter, was also suppressed by increased root-zone CO 2 . Increased growth rate in NO 3 --fed plants with elevated root-zone CO 2 concentrations was associated with transfer of root-derived organic acids to the shoot and conversion to carbohydrates. With NH 4 + -fed plants, growth and total N were not altered by elevated root-zone CO 2 concentrations, although 14 C partitioning to amino acid synthesis was increased.• Effects of root-zone CO 2 concentration on N uptake and metabolism over longer periods (> 1 d) were probably limited by feedback inhibition. Root-derived organic acids contributed to the carbon budget of the leaves through decarboxylation of the organic acids and photosynthetic refixation of released CO 2 .

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“…However, increased synthesis of amino acids (Fig. 5) could also downregulate NH 4 + uptake, as reported previously (Causin & Barneix, 1993;Feng et al, 1994;Glass et al, 1997).…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 84%

The influence of root assimilated inorganic carbon on nitrogen acquisition/assimilation and carbon partitioning

Viktor

Cramer

2004

New Phytologist

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“…Ammonium (NH 4 + ), one of the two inorganic nitrogen sources used by plants (NH 4 + and NO 3 for plant growth under many circumstances and, indeed, serves as a ubiquitous intermediate in plant metabolism (Glass et al 1997 (Guo et al 2007), and has been shown to act as an inducer of resistance against salinity conditions in other species (Fernandez-Crespo et al 2012). Nevertheless, NH 4 + frequently reaches levels in soils that affect plant growth negatively.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Nitrogen use efficiency (NUE) in rice links to NH4 + toxicity and futile NH4 + cycling in roots

et al. 2013

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+ efflux in the root elongation zone, measured by SIET, was nearly sevenfold greater in GD than in W23, and this was coupled to strongly stimulated root respiration. In both cultivars, root growth was affected more severely by high NH 4 + than shoot growth. High NH 4 + mainly inhibited the development of total root length and root area, while the formation of lateral roots was unaffected. Conclusions It is concluded that the larger degree of seedling growth inhibition in low-vs. high-NUE rice genotypes is associated with significantly enhanced NH 4 + cycling and tissue accumulation in the elongation zone of the root.

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“…Quest'ultimo, che fornisce un contributo rilevante al trasporto a concentrazioni esterne di ammonio superiori a 1 mM, si presume coinvolga l'attività di canali in grado di trasportare anche potassio (White, 1996). Il funzionamento del sistema LATS non sembra essere influenzato dalla concentrazione interna di composti azotati (Glass et al, 1997;Rawat et al, 1999). Il sistema HATS che appare il maggior responsabile delle variazioni di velocità d'assorbimento determinate dalle fluttuazioni della concentrazione di azoto alla rizosfera, è represso in condizioni di adeguato rifornimento di azoto.…”

Section: Ammoniounclassified

“…Studi recenti condotti sia a livello fisiologico che molecolare hanno dimostrato che alle concentrazioni usualmente riscontrate nei terreni agrari sia l'assorbimento del nitrato che quello dell'ammonio richiedono energia metabolica (Glass et al, 1997;Crawford e Glass, 1998). Per quanto riguarda il nitrato, il suo ingresso all'interno della cellula avviene sia contro gradiente elettrico che contro gradiente chimico.…”

Section: Energetica Del Trasporto DI Nitrato E Ammoniounclassified

La nutrizione delle piante fra limitazioni chimiche e costrizioni fisiologiche è possibile un’approcCiò sostenibile?

Varanini¹,

Cesco²,

Monte³

et al. 2008

Italian Journal of Agronomy

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RiassuntoLe stime di crescita della popolazione mondiale e l'ampiezza dei problemi relativi a malnutrizione per mancanza di cibo o per carenza di specifici micronutrienti indicano l'importanza della nutrizione delle piante nel contesto di uno sviluppo sostenibile. A fronte di questi aspetti, che rendono indispensabile l'uso dei fertilizzanti, il tema dell'efficienza d'uso dei nutrienti nei vegetali è ben lungi dall'essere risolto: stime recenti relative alle produzioni cerealicole a livello mondiale, riportano efficienze d'uso dei fertilizzanti azotati non superiori al 35%. Questi valori risultano ancora minori per i concimi fosfatici (stime di efficienza d'uso dal 10 al 30%) con l'aggravante che, almeno con la tecnologia attuale, e sulla base di quanto fino ad ora conosciuto, si considera che le risorse di fosforo da destinare alla produzione di fertilizzanti siano sufficienti per non più di cento anni. Problemi di efficienza sono stati recentemente rilevati anche per concimi a base di chelati di metalli usati per la correzione delle carenze micronutrizionali: questi composti si sono dimostrati estremamente mobili lungo il profilo del suolo e solo in parte utilizzabili per la nutrizione vegetale. La scarsa efficienza di acquisizione dei nutrienti dal suolo, se da una parte è legata ad alcune caratteristiche intrinseche dei cicli biogeochimici dei nutrienti stessi, dall'altra appare riconducibile a limitazioni imposte da aspetti della biochimica e fisiologia dell'assorbimento nutrizionale. In questo articolo saranno illustrati e discussi alcuni esempi legati a queste problematiche relativamente ad un macro-(N) e un micro-(Fe) nutriente, con lo scopo di dimostrare come il miglioramento dell'efficienza della nutrizione minerale sia possibile solo attraverso un approccio scientifico che consideri il sistema suolo-pianta nel suo insieme. In particolare saranno considerati alcuni aspetti della fisiologia molecolare della nutrizione potenzialmente rilevanti per il miglioramento della efficienza di cattura dei nutrienti ed il ruolo di molecole organiche (sostanze umiche e fitosiderofori) la cui presenza nel suolo costituisce fattore di miglioramento delle sue potenzialità nutrizionali.Parole chiave: nutrizione minerale, trasportatori ad alta affinità, interazione suolo-pianta. Abstract MANCA TITOLO IN INGLESE ??The estimate of world population growth and the extent of malnutrition problems due to lack of food or to deficit of specific micronutrients bring to light the importance of plant nutrition in the context of a sustainable development. Beside these aspects, which force to use fertilizers, the topic of nutrient use efficiency of by plants is far from being solved: recent estimates of world cereals productions indicate that use efficiency of nitrogen fertilizers is not higher than 35%. These values are even smaller for phosphorus fertilizers (estimate of use efficiency between 10 and 30%), worsen by the fact that, with the present technology and on the basis of present knowledge, it is expected that the phosphorus ...

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Ammonium fluxes into plant roots: Energetics, kinetics and regulation

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The influence of root assimilated inorganic carbon on nitrogen acquisition/assimilation and carbon partitioning

The influence of root assimilated inorganic carbon on nitrogen acquisition/assimilation and carbon partitioning

Nitrogen use efficiency (NUE) in rice links to NH4 + toxicity and futile NH4 + cycling in roots

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