Growth promotion and protection from drought in Eucalyptus grandis seedlings inoculated with beneficial bacteria embedded in a superabsorbent polymer

Eucalyptus grandis is a globally important tree crop. Greenhouse-grown tree seedlings often face water deficit after outplanting to the field, which can affect their survival and establishment severely. This can be alleviated by the application of superabsorbent hydrophilic polymers (SAPs). Growth promoting bacteria can also improve crop abiotic stress tolerance; however, their use in trees is limited, partly due to difficulties in the application and viability loss. In this work, we evaluated the improvement of drought tolerance of E. grandis seedlings by inoculating with two Pseudomonas strains (named M25 and N33), carried by an acrylic-hydrocellulosic SAP. We observed significant bacterial survival in the seedling rhizosphere 50 days after inoculation. Under gradual water deficit conditions, we observed a considerable increase in the water content and wall elasticity of M25-inoculated plants and a trend towards growth promotion with both bacteria. Under rapid water deficit conditions, which caused partial defoliation, both strains significantly enhanced the formation of new leaves, while inoculation with M25 reduced the transpiration rate. Co-inoculation with M25 and N33 substantially increased growth and photosynthetic capacity. We conclude that the selected bacteria can benefit E. grandis early growth and can be easily inoculated at transplant by using an acrylic-hydrocellulosic SAP.Fil: Chaín, José María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; ArgentinaFil: Tubert, Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; ArgentinaFil: Graciano, Corina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Castagno, Luis Nazareno. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Recchi, Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Pieckenstain, Fernando Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Estrella, Maria Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Gudesblat, Gustavo Eduardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Amodeo, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Baroli, Irene Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentin

Photosynthesis and Stomatal Behaviour

In order for plants to use water efficiently, stomata must ensure an appropriate balance between CO2 demands for photosynthesis and water loss through transpiration. To achieve this, stomatal conductance (gs) often correlates with mesophyll photosynthetic rates. However, the underlying mechanisms and signals that promote this relationship are currently unknown. Stomata and photosynthesis respond to a number of environmental cues; however, the dynamics and magnitude of these responses are not identical, with stomatal responses generally an order of magnitude slower than mesophyll photosynthesis. The resulting disconnection between stomatal conductance and photosynthetic rate means that under naturally fluctuating environmental conditions water use efficiency (WUE) can be far from optimal. Manipulation of stomatal behaviour provides an obvious mechanism for producing plants with improved WUE; however, before such an approach is possible we must first understand the hierarchy of stomatal responses to varying environmental parameters, the mechanisms behind these complex signalling pathways,and how stomatal behaviour is tuned to mesophyll photosynthetic rates or capacity.Fil: Lawson, Tracy. University of Essex; Reino UnidoFil: von Caemmerer, Susanne. Australian National University; AustraliaFil: Baroli, Irene Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentin

TuMV triggers stomatal closure but reduces drought tolerance in Arabidopsis

Compatible plant viral infections are a common cause of agricultural losses worldwide. Characterization of the physiological responses controlling plant water management under combined stresses is of great interest in the current climate change scenario. We studied the outcome of TuMV infection on stomatal closure and water balance, hormonal balance and drought tolerance in Arabidopsis. TuMV infection reduced stomatal aperture concomitantly with diminished gas exchange rate, daily water consumption and rosette initial dehydration rate. Infected plants overaccumulated salicylic acid and abscisic acid and showed altered expression levels of key ABA homeostasis genes including biosynthesis and catabolism. Also the expression of ABA signalling gene ABI2 was induced and ABCG40 (which imports ABA into guard cells) was highly induced upon infection. Hypermorfic abi2-1 mutant plants, but no other ABA or SA biosynthetic, signalling or degradation mutants tested abolished both stomatal closure and low stomatal conductance phenotypes caused by TuMV. Notwithstanding lower relative water loss during infection, plants simultaneously subjected to drought and viral stresses showed higher mortality rates than mock-inoculated drought stressed controls, alongside downregulation of drought-responsive gene RD29A. Our findings indicate that despite stomatal closure triggered by TuMV, additional phenomena diminish drought tolerance upon infection.Fil: Manacorda, Carlos Augusto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Gudesblat, Gustavo Eduardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sutka, Moira Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Alemano, Sergio Gabriel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Agrobiotecnológicas; ArgentinaFil: Peluso, Franco. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Oricchio, Patricio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Baroli, Irene Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Asurmendi, Sebastian. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentin

Impact of polyploidy on plant tolerance to abiotic and biotic stresses

Polyploidy, defined as the coexistence of three or more complete sets of chromosomes in an organism’s cells, is considered as a pivotal moving force in the evolutionary history of vascular plants and has played a major role in the domestication of several crops. In the last decades, improved cultivars of economically important species have been developed artificially by inducing autopolyploidy with chemical agents. Studies on diverse species have shown that the anatomical and physiological changes generated by either natural or artificial polyploidization can increase tolerance to abiotic and biotic stresses as well as disease resistance, which may positively impact on plant growth and net production. The aim of this work is to review the current literature regarding the link between plant ploidy level and tolerance to abiotic and biotic stressors, with an emphasis on the physiological and molecular mechanisms responsible for these effects, as well as their impact on the growth and development of both natural and artificially generated polyploids, during exposure to adverse environmental conditions. We focused on the analysis of those types of stressors in which more progress has been made in the knowledge of the putative morpho-physiological and/or molecular mechanisms involved, revealing both the factors in common, as well as those that need to be addressed in future research.Fil: Tossi, Vanesa Eleonora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Micología y Botánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Micología y Botánica; ArgentinaFil: Martínez Tosar, Leandro Julián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Micología y Botánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Micología y Botánica; ArgentinaFil: Laino, Leandro Ezequiel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Iannicelli, Jesica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Regalado, José Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Micología y Botánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Micología y Botánica; ArgentinaFil: Escandón, Alejandro Salvio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Baroli, Irene Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Causin, Humberto Fabio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; ArgentinaFil: Pitta Alvarez, Sandra Irene. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Micología y Botánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Micología y Botánica; Argentin

Water deficit stress tolerance in maize conferred by expression of an isopentenyltransferase (IPT) gene driven by a stress- and maturation-induced promoter

Senescence can be delayed in transgenic plants overexpressing the enzyme isopentenyltransferase (IPT) due to stress-induced increased levels of endogenous cytokinins. This trait leads to sustained photosynthetic activity and improved tolerance to abiotic stress. The aim of this study was to generate and characterize transgenic plants of maize (Zea mays L.) transformed with the IPT gene sequence under the regulation of SARK promoter (protein kinase receptor-associated senescence). Three independent transgenic events and their segregating null controls were evaluated in two watering regimes (WW: well watered; WD: water deficit) imposed for two weeks around anthesis. Our results show that the WD treatment induced IPT expression with the concomitant increase in cytokinin levels, which prolonged the persistence of total green leaf area, and maintained normal photosynthetic rate and stomatal conductance. These trends were accompanied by a minor decrease in number of grains per plant, individual grain weight and plant grain yield as compared to WW plants. Plants expressing the IPT gene under WD had PGR, anthesis and silking dates and biomass levels similar to WW plants. Our results demonstrate that expression of the IPT gene under the regulation of the SARK promoter helps improve productivity under WD conditions in C4 plants like maize.Fil: Décima Oneto, Cecilia Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; ArgentinaFil: Otegui, Maria Elena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Baroli, Irene Mabel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Beznec, Ailin Yanina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Faccio, Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; ArgentinaFil: Bossio, Adrian Ezequiel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; ArgentinaFil: Blumwald, Eduardo. University of California at Davis; Estados UnidosFil: Lewi, Dalia Marcela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; Argentin

The cytosolic invertase NI6 affects vegetative growth, flowering, fruit set, and yield in tomato

Sucrose metabolism is important for most plants, both as the main source of carbon and via signaling mechanisms that have been proposed for this molecule. A cleaving enzyme, invertase (INV) channels sucrose into sink metabolism. Although acid soluble and insoluble invertases have been largely investigated, studies on the role of neutral invertases (A/N-INV) have lagged behind. Here, we identified a tomato A/N-INV encoding gene (NI6) co-localizing with a previously reported quantitative trait locus (QTL) largely affecting primary carbon metabolism in tomato. Of the eight A/N-INV genes identified in the tomato genome, NI6 mRNA is present in all organs, but its expression was higher in sink tissues (mainly roots and fruits). A NI6-GFP fusion protein localized to the cytosol of mesophyll cells. Tomato NI6-silenced plants showed impaired growth phenotype, delayed flowering and a dramatic reduction in fruit set. Global gene expression and metabolite profile analyses of these plants revealed that NI6 is not only essential for sugar metabolism, but also plays a signaling role in stress adaptation. We also identified major hubs, whose expression patterns were greatly affected by NI6 silencing; these hubs were within the signaling cascade that coordinates carbohydrate metabolism with growth and development in tomato.Fil: Coluccio Leskow, Carla. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Conte, Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Del Pozo, Talia. Universidad Mayor; ChileFil: Bermúdez, Luisa. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Lira, Bruno Silvestre. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Gramegna, Giovanna. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Baroli, Irene Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Burgos, Estanislao. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Zavallo, Diego. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Kamenetzky, Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Asís, Ramón. Universidad Nacional de Córdoba; ArgentinaFil: Gonzalez, Mauricio. Universidad Mayor; ChileFil: Fernie, Alisdair Robert. Institut Max Planck fur Molekulare Physiologie; AlemaniaFil: Rossi, Maria Magdalena. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Osorio, Sonia. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Universidad de Málaga; EspañaFil: Carrari, Fernando Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina. Universidad de Buenos Aires; Argentin