A field trial and a greenhouse experiment were conducted to investigate the impacts of N and K nutrients on plant N/K assimilation, nitrate reductase activity (NRA), curd yield and quality of cauliflower cv. ‘Minuteman’. In the field study the treatments consisted of five N rates (0, 55, 110, 165 and 220 kg/ha) and three K rates (0, 25 and 50 kg/ha). In the greenhouse study the treatments were five levels of N (0, 16.5, 33, 50 and 66.5 mg/plant/day) using a modified Hoagland nutrition solution. In the field study the interaction of N/K rates was significant in cauliflower whole plant N/K uptake. Head N/K accumulation was 32-35% of plant total N/K uptake (8.0 g/plant), which was significantly correlated with head yield and size (P<0.05). Cauliflower NRA was associated with leaf/head sap NO3-N concentrations. It is suggested that nitrogen and potassium translocation is an important factor of cauliflower yield and quality.

No description available.

A cana-de-açúcar é uma cultura agrícola de grande importância econômica para o Brasil, e a expansão de seu cultivo para solos marginais requer uma maior utilização de fertilizantes à base de nitrogênio (N). Na maioria dos países produtores, a adubação nitrogenada se baseia em altas doses de aplicação, enquanto, no Brasil, o seu uso é relativamente baixo devido, em parte, ao processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN) pela ação de bactérias diazotróficas. Além da FBN, as plantas adquirem fontes de N, como amônio e nitrato, por meio de transportadores de membranas localizados nas raízes. Há evidências que a associação com microrganismos pode favorecer as plantas por meio da regulação dos genes de transportadores de N. Desta forma, este trabalho teve como objetivo caracterizar o transporte de amônio e nitrato, avaliando a expressão gênica dos principais transportadores de N em cana-de-açúcar cultivada in vitro sob o efeito da associação com bactérias diazotróficas. Também foi descrita a comunidade bacteriana de plântulas in vitro, bem como o efeito da fertilização com N e da inoculação com bactérias diazotróficas em plantas maduras. Plântulas de \'SP70- 1143\' e \'Chunee\', que contrastam para FBN, foram empregadas em ensaios in vitro sob diversas concentrações e fontes de N em associação ou não com uma estirpe de Gluconacetobacter diazotrophicus ou um mistura de bactérias diazotróficas (G. diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, H. rubrisubalbicans, Azospirillum amazonense e Burkholderia tropica). A caracterização do transporte de N por meio de ensaios de absorção de nitrato e amônio marcados (15N) revelou que a interação entre cana-de-açúcar x G. diazotrophicus induziu a expressão do gene do transportador de nitrato ScNRT2.1, o que levou a uma tendência no aumento no influxo de nitrato, assim como dos genes de transportadores de amônio ScAMT1.1 e ScAMT1.3, resultando em maiores influxos de amônio apenas para a cultivar \'SP70- 1143\'. Já a associação da cana-de-açúcar com a mistura de bactérias diazotróficas revelou que somente houve indução transcricional de ScAMT1.1, o que resultou na maior absorção de amônio em \'SP70-1143\'. Por sua vez, quando analisada a interação in vitro por 30 dias, a presença da bactéria, apesar de transiente, possivelmente favoreceu a expressão dos genes de transportadores de nitrato ScNRT1.1 e ScNRT2.1, e do transportador de amônio ScAMT1.1, resultando no maior acúmulo de 15N-nitrato de amônio nas plantas de \'SP70-1143\'. Foi detectada uma comunidade bacteriana associada a plântulas micropropagadas, a qual é distinta entre os genótipos \'SP70-1143\' e \'Chunee\' e se altera com a inoculação com G. diazotrophicus. Para as plantas cultivadas em campo, a comunidade bacteriana existente foi alterada pela fertilização de N, mas não pela inoculação com diazotróficas. Portanto, a inoculação com bactérias diazotróficas parece induzir a expressão dos principais genes transportadores de amônio e nitrato em plântulas do genótipo \'SP70-1143\' resultando na maior absorção de fontes inorgânicas de N. / Sugarcane has a large economic importance to Brazil, and it\'s the expansion of cultivation to marginal soils requires a larger application of nitrogen fertilizers (N) to maintain yield. In most producing countries, N fertilization is based on high application rates, whereas in Brazil N fertilization is relatively low, possibly due in part, to the process of biological nitrogen fixation (BNF). In addition, plants acquire inorganic N sources from the soil by membrane transporters that may be regulated by association with microorganisms. This study aimed to characterize the ammonium and nitrate transport evaluating the gene expression profile of the major transporters grown in vitro in association with diazotrophic bacteria. It was also described the bacterial community in micropropagated plants, as well as the effect of N fertilization or inoculation with nitrogen fixing bacteria in mature plants. \'SP70-1143\' and \'Chunee\' which contrasted to BNF, were used in in vitro experiments in several concentrations and N source, in association or not with a strain of Gluconacetobacter diazotrophicus or a bacteria mixture (G. diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, H. rubrisubalbicans, Azospirillum amazonense and Burkholderia tropica). The characterization of the N transport by uptake assays with 15N-labeled ammonium and nitrate, revealed that the interaction between sugarcane x G. diazotrophicus induced, the nitrate transporter gene ScNRT2.1 expression, which lead to trend to increase nitrate influx, as well as the ammonium transporter genes ScAMT1.1 and ScAMT1.3, resulting in higher ammonium influx in \'SP70-1143\'. Sugarcane associated with the bacterial mixture revealed a transcriptional induction of ScAMT1.1 resulting in larger ammonium acquisition in \'SP70-1143\'. Further, the presence of bacteria in vitro for 30 days, although transient, possibly favored the expression of nitrate transporters ScNRT1.1 and ScNRT2.1, and the ammonium transporter ScAMT1.1, resulting in accumulation of 15N-ammonium nitrate in \'SP70-1143\'. A bacterial community associated with in vitro plants of \'SP70-1143\' and \'Chunee\' was detected with different composition between genotypes, and which changed with artificial inoculation. For plants grown in the field, the bacterial community was affected by N fertilization but not by inoculation with diazotrophic. These results indicate that the inoculation with diazotrophic bacteria appears to induce the expression of the major ammonium and nitrate transporters genes in \'SP70-1143\' plants resulting in higher uptake of inorganic N sources.

Der Einsatz von organischen Reststoffen zum Anheben oder Stabilisieren des Humusgehaltes als auch um langfristig die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern, hat zunehmend an Bedeutung zur Verbesserung der Gesundheit des Bodens und der Bodenproduktivität gewonnen. Die Umwandlung von Ernterückständen, um Bodeneigenschaften zu verbessern, hängt von der Qualität und dem Zustand der Stoffe ab, diese hängen wiederum von der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials ab. In Entwicklungsländern werden die meisten Ernterückstände als Tierfutter oder auch als Baumaterial genutzt, viele werden auch als Ersatzbrennstoff für Holz genutzt; zur Vorbereitung des Bodens zur nächsten Ernte oder zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten und Schadinsekten werden die Reststoffe oftmals verbrannt. Vom Brennen muss abgeraten werden, da die organische Substanz verloren geht und gleichzeitig ein Verlust der flüchtigen Elemente wie Stickstoff und Schwefel erfolgt, nur bei einer absoluten Notwendigkeit zur Schädlingsbekämpfung sollten die Reststoffe verbrannt werden. Im Sudan werden jährlich am Ende eines jeden Vegetationsperiode landwirtschaftliche Reststoffe vernichtet; insbesondere Baumwollrückstände werden jährlich verbrannt, um die Ausbreitung von Bakterien und der Knollenfäule, die 35% Verluste in der nachfolgenden Saison verursacht, zu verhindern.Diese Studie wurde in zwei Teilen durchgeführt, ein Labor- und Gewächshaus- Experiment am Department für Nutzpflanzenwissenschaften der Universität Göttingen, Deutschland, ein zweites Experiment an der Fakultät für Landwirtschaft der Universität Khartoum, Sudan. Verschiedene Versuche wurden durchgeführt: Auswertung von Kompostierungsversuchen der Baumwollrückstände, als reguläre, normale Kompostierung und als Vermikompostierung (Zusatz von Regenwürmer) und ein Phytoxizitäts-Bioassay-Test des fertigen Komposts und Vermikomposts, um ihre Eignung für landwirtschaftliche Anwendungen zu prüfen. Die Ergebnisse dieser Experimente führten zu einem Gefäßversuch, in mit Weidelgras die Nährstoffaufnahme untersucht wurde. Gleichzeitig wurde ein Stickstoff-Inkubationsexperiment durchgeführt, um die Rate des mineralisierten Stickstoffs aus Kompost und Vermikompost zu bewerten. Bei dem Versuch, eine Alternative zur Verbrennung von Baumwollstroh zu finden, wurde auch ein Experiment (Anzahl der Kolonie bildenden Einheiten von Mikroorgansimen) durchgeführt, welches die Wirksamkeit der Kompostierung und Vermikompostierung auf die bakterielle Braunfäule der Baumwolle überprüften sollte.Für diese Arbeit wurde Baumwollstroh aus den landwirtschaftlichen Betrieben der El-Gazira Bewässerungslandwirtschaft (El-Gazira State, Sudan) genommen, Bodenproben wurden aus dem Oberboden (0-30 cm) des Shambat Boden gezogen. Für die experimentellen Arbeiten im Sudan wurde Stallmist (FYM) aus einer Farm in der Nähe der Fakultät für Landwirtschaft, Universität Khartoum, Shambat, genutzt; aus dem Institut für Tierzucht, Universität Göttingen, Deutschland, wurde FYM für die Experimente in Göttingen genutzt.Eine regelmäßige Analyse der Kompostierungsvorgänge erfolgte durch Gesamt-C und Gesamt-N (trockene Verbrennung mittels einem Elementaranalysator) Bestimmungen; Ammonium- und Nitrat-Gehalte der feldfeucht gezogenen Proben erfolgte mittels Mikro-Kjeldahl Destillationsverfahren, die Summe bildete den mineralischen Stickstoff. Phosphor wurde nach der Molybdat-Blau-Komplex-Methode bestimmt und spektrophotometrisch gemessen. In einem Extrakt im Wasser-Kompost-Verhältnis 10:1 wurde die elektrische Leitfähigkeit und der pH-Wert bestimmt. Einige Makro- und Mikronährstoffe wurden in einem Verfahren unter Verwendung eines Druckaufschlusses gemessen.Verschiedene Studien wurden an der Universität Göttingen durchgeführt. Die erste Studie charakterisiert das kompostierte und vermikompostierte Baumwollstroh auf seine chemische Zusammensetzung und seinen agronomischen Wert und zielte darauf ab, (1) die chemischen Veränderungen während der Kompostierung und Vermikompostierung aus Baumwollstroh zu bestimmen; und (2) die Ergebnisse der chemischen Veränderungen mit den Daten des Bioassays-Tests zu korrelieren und (3) um die Qualität Parameter, die am besten einen fertigen Kompost und Vermikompost beschreiben, zu bestimmen.Die Ergebnisse dieses Teils zeigten, dass die Analysen des Komposts und des Vermikomposts eine breite Variation im pH-Wert, Gesamt-N, Gesamt-C, C/N-Verhältnis, elketrische Leitfähigkeit (EC) und Mineralstoffgehalt aufweisen. Der fertige Kompost und Vermikompost zeigte folgende Werte des C/N-Verhältnis: 15,4 und 15,2 für Kompost und Vermikompost; pH 6,6 für Kompost und 7,9 für Vermikompost und eine elektrische Leitfähigkeit (EC) von 2,96 dS m-1 und 1,62 dS m-1 für Kompost und Vermikompost, welches übliche Bereiche für reife Komposte sind (C/N: 15-20; pH: 5,5-8,0; EC: 4 dS m-1) mit Ausnahme der Werte NH4-N/NO3-N (1,57) der fertigen Komposte, die weit über den empfohlenen Wert (0,16) liegen, während der Wert des fertigen Vermikompost (0,1) unter dem Grenzwert liegt.Eine Korrelation zwischen NH4-N, NO3-N, EC, C:N, und pH wurde durchgeführt. Für den Vermikompost lagen die Korrelationskoeffizienten zwischen C/N-Verhältnis und      NH4-N, NO3-N, pH und EC mit r = 0,86 bei (P <0,01), -0,79 (P <0,01), 0,91 (P <0,01) und -0,77 (P <0,01). Die NH4-N-Konzentration war eng zum NO3-N korreliert (r =- 0,95, P <0,01). Die negative Korrelation zwischen NH4-N und NO3-N deutet darauf hin, dass das Material einer aktiven biologischen Zersetzung unterlag; dieses Ergebnis wurde mit dem NH4-N/NO3-N-Verhältnis bestätigt. Die signifikante negative Korrelation zwischen dem C/N-Verhältnis und dem NO3-N Wert (r =- 0,79, P <0,01), dem C/N-Verhältnis und dem NH4-N Wert gibt die Tendenz der Vermikompostierung wieder. Für den Kompost lagen die Korrelationskoeffizienten zwischen C/N-Verhältnis und NH4-N, NO3-N, pH und EC mit r = 0,88 bei (P <0,01), 0,94 (P <0,01), 0,59 (P = 0,02) und -0,72 (P <0,01). Die NH4-N-Konzentration war gut mit dem NO3-N Wert korreliert (r = 0,80, P <0,01). Diese Ergebnisse zeigen, daß die Reduktion im C/N-Verhältnis in der Zeit als ein zuverlässiger Parameter genommen werden kann, um den Fortschritt der Zersetzung darzustellen, wenn sie mit den Daten für NH4-N, NO3-N, pH und EC für den Vermikompost und mit den Daten NH4-N, pH und EC für den Kompost kombiniert werden.Organische Materialien können schädliche Auswirkungen auf Pflanzen oder keimenden Samen ausüben, daher wurde ein Phytotoxizitäts-Bioassay-Test als ein wichtiger Indikator für die Qualität durchgeführt, Ziel war es, eine Bewertung der Toxizität und eine Eignung des fertigen Komposts und Vermikomposts aus Baumwollstroh auf die Keimung von Kressesamen zu erhalten. Die Auswirkungen von Wasser-Extrakten verschiedener Substrate wurden untersucht, wobei die gekeimten Samen ausgezählt und die Länge der Hauptwurzel der Kresse (Lepidium sativum L.) gemessen wurde. Die Indizes der Keimung für Vermikompost (> 80%) sind größer als empfohlene Werte für reife Komposte (> 70%), während der Kompost (> 50%) diese Werte nicht erzielte. Die Ergebnisse dieser Arbeiten zeigten, dass fertige Vermikomposte am besten in diesem Kresse Bioassay Test abschnitten und als „reife Komposte“ betrachtet werden können, während der Kompost negative Auswirkungen auf die Keimung der Samen zeigte, also noch nicht „reif“ war.Die Bewertung der fertigen Komposte und Vermikomposte erfolgte in einem Gefäßversuch mit Weidelgras. Ein gleichzeitiges Inkubations-Experiment zur Stickstoffmineralisierung erfolgte unter Laborbedingungen, um Kompost und Vermikompost in ihrer N-Freisetzung zu bewerten und auch die langfristigen Auswirkungen ihrer Anwendung vorherzusagen. Beide Experimente dienten zur Bestimmung der Leistung von Kompost und Vermikompost auf das Pflanzenwachstum nach einmaliger Anwendung, die Prüfung der Zuverlässigkeit des N-Schicksals erfolgte durch das Inkubations-Experiment zur Beurteilung des potenziell mineralisierbaren Stickstoffs. Der Gefäßversuch erfolgte unter natürlichen Lichtbedingungen und der Umgebungstemperatur. Um dieses zu erreichen, wurde der Gefäßversuch im Gewächshaus des Departments für Nutzpflanzenwissenschaften durchgeführt. Kompost und Vermikompost entsprachen einer 4 g und 8 g N-Gabe pro Topf. Der Kompost und Vermikompost des Gefäßversuches wurde auch zur Inkubation genutzt.Daten aus dem Gefäßversuch zeigten, dass sowohl in den Kompost als auch Vermikompost gedüngten Gefässen die Biomasseerträge nach der zweiten Ernte stark zurückgingen, signifikante Unterschiede (P <0,05) wurde nur für die erste, zweite und letzte Ernte bestimmt. Die Biomasse der ersten und der letzten Ernten der Töpfe mit Vermikompost in der 4 g N/Topf Variante (VER1) entsprachen 1,4 und 0,1 g kg-1, während die Weidelgraserträge im Vermikompostversuch 8 g N/Topf (VER2) 0,8 g kg-1 für die erste Ernte und 0,2 g kg-1 ergaben., jeweils Weidelgras Biomasse auf Töpfen ausgesät mit Kompost entsprach geändert 8 g N pot-1 (CPF2) waren 1,4 g kg-1 bei der ersten Ernte und 0,3 g kg-1 für die letzte. Der beobachtete Rückgang der Biomasse in allen Töpfen mit Kompost oder Vermikompost nach 30 Tagen scheint das Ergebnis einer extremen Verknappung des verfügbaren N zum Weidelgraswuchs sein, besonders in den Gefäßen, die mit dem Vermikompost gedüngt wurden. Dieses wurde durch die sichtbaren Zeichen des N-Mangels (Chlorose) unterstützt.Die Ergebnisse zeigten auch, dass sowohl für Kompost und Vermikompost Varianten die Gesamt-N Gehalte des Weidelgrases dem Trend in der Biomasse folgten, wo die höheren N-Gehalte in ersten Ernte beobachtet wurden und die niedrigsten in der letzten. Die N-Gehalte waren je nach Kompostgaben 6,1-6,4% für die Ernte nach 10 Tagen und 2,4-2,9% für die Ernte nach 70 Tagen. Die N-Gehalte in den Vermikompost gedüngten Varianten lagen bei 3,7-4,0% für die Ernte nach 10 Tagen und 1,9-2,1% für die Ernte nach 70 Tagen. Die N-Gehalte des Weidelgrases der Kompost-Variante lag innerhalb der ausreichenden Versorgung (3-4,2%) N für ein normales Wachstum, während die Werte der Vermikompost gedüngten Varianten diesem Bereich nur zur Ernte nach 10, 60 und 70 Tagen erfüllten. Die Effizienz der N-Aufnahme war gering (>80% der N wurde nicht durch die Ernte genutzt).Die Ergebnisse des N-Inkubations-Experiment zeigte, dass die Höchst-und Mindestwerte des mineralischen N zwischen den Kompost- und Vermikompost-Aufwandmengen variierten. Dementsprechend betrugen die Werte für die 4 g N Variante VER1 9,41 bis 44 mg N kg-1; 13,2 bis 51,0 mg N kg-1 für die Vermikompost-Variante 8 g N Topf-1 (VER2), 7,2 bis 27,4 mg N kg-1 für die Kompost-Variante, entsprechend 4 g N Topf-1 (CPF1) und 4,2 bis 46,0 mg N kg-1 für die Kompost-Variante entsprechend 8 g N Topf-1 (CPF2).Die Netto-N-Mineralisierung am Ende der Inkubationszeit war signifikant (P <0,001) zwischen den Kompost- und Vermikompost – Varianten und deren Aufwandmengen. Die Böden, die mit Vermikompost entsprechend 4 g N Topf-1 (VER1), Vermikompost entsprechend 8 g N Topf-1 (VER2) und Kompost entsprechend 8 g N Topf-1 (CPF2) behandelt wurden, erfuhren eine Netto-N-Mineralisierung, die etwa doppelt so hoch war als bei Böden mit Kompost entsprechend 4 g N Topf-1 (CPF1). Allerdings gab Ergebnisse der N Inkubationsexperiment allgemeine Hinweise auf N-Verfügbarkeit für Nutzpflanzen und schlug vor, dass Anwendung von Kompost und vermicomposted Baumwolle Rückstände für einen Zeitraum von mehr als drei Wochen vor der Aussaat die nachfolgenden Kulturen unterwerfen N, um Verluste können.Um eine Alternative zum Verbrennen des Baumwollstrohs zu finden, befasste sich ein Teil dieser Arbeit mit der Wirksamkeit von Kompost und Vermikompost zur Unterdrückung der bakteriellen Braunfäule. Infizierte Baumwolle-Rückstände wurden gesammelt und einer Kompostierung und Vermikompostierung unterzogen. Proben aus den Kompostierungen wurden monatlich gesammelt und in einem semi-selektiven Medium nach der Verdünnungsreihe Methode kultiviert. Die Pathogenität wurde als „Kolonie-bildende-Einheit“ pro Gewicht der frischen Probe nach 3-4 Tagen Inkubation unter optimalen Bedingungen ausgezählt und gewertet.Die Ergebnisse zeigten, dass die Reduzierung der Erreger (berechnet als Differenz zwischen der Pathogenität in den Komposten und der Kontrolle) erheblich variierte. Für den Kompost betrugen die Werte <2% nach 30 Tagen, > 40% nach 60 Tagen und rund 38% nach 150 Tagen der Zersetzung. Während für den Vermikompost die Reduzierungen > 10% nach 30 Tagen, > 22% nach 60 und > 88% für Proben bei 150 Tagen betrugen. Die Ergebnisse zeigten auch, dass die höchste Zahl Erreger während der ersten Probenahme gefunden wurde und mit der Zeit abnahmen (r = 0,71; P ≤ 0,0001). Diese Studie ergab, dass es sowohl der Kompostierung und der Vermikompostierung gelungen ist, die Kolonie-bildenden Einheiten (CFU g frisches Material-1) der Erreger zu vermindern. Ein möglicher Prozess, um die infizierten Baumwolle-Rückstände anstelle durch Verbrennung zu behandeln.Insgesamt ergibt die Arbeit: (1) die Kompostierung und Vermikompostierung sind ein möglicher Prozess, um die infizierten Baumwoll-Rückstände zu behandeln, anstatt sie zu verbrennen, (2) die Reduktion des C/N-Verhältnisses im Laufe einer Kompostierung als einen zuverlässigen Parameter zum Fortschritt in Zersetzung zu nehmen, besonders, wenn sie mit den Daten NH4-N, NO3-N, pH und EC der Vermikompostierung kombiniert und mit den Daten NH4-N, pH und EC für die Kompostierung kombiniert wird, (3) dass 240 Tonnen ha-1 des fertigen Kompost und Vermikompost als Richtschnur für die Landwirtschaft angenommen werden können. Darüber hinaus schlug diese Arbeit einfache und praktische Verfahren für die Kompostierung und Vermikompostierung der organischen Abfälle, die aus lokalen Ernterückständen stammen, vor und Verfahren zur Regenwurmzucht für die Vermikompostierung und verschiedene andere Zwecke.

Le rendement en grains (Rdt) et la teneur en protéines (%Prot) sont deux cibles majeures dans les programmes de sélection variétale chez le blé car ces caractères contribuent à la valeur économique de cette culture. Malheureusement, leur amélioration simultanée est empêchée par la relation négative %Prot-Rdt. Il a été montré que l’écart à cette relation (“Grain Protein Deviation”, GPD) est déterminé en partie génétiquement et serait utile pour modifier cette relation négative mais ses bases biologiques restent mal comprises à ce jour. Nous avons montré que le GPD est principalement relié à la variabilité génétique pour l’absorption d’azote post-floraison (ABSN) dans les conditions agro-climatiques du Nord-Ouest de l’Europe. Nous proposons que la variabilité génétique pour l’accès à l’azote du sol (architecture et fonctionnement racinaire) ou pour la régulation de ABSN par le statut azoté (transport et assimilation de l’azote) pourrait expliquer le GPD. Etant donné que le retardement de la sénescence durant la période post-floraison peut résulter en une augmentation de ABSN, nous avons analysé les déterminants génétique des relations entre durée de sénescence des feuilles après floraison et Rdt ou %Prot, observées au niveau phénotypique, en utilisant des données acquises sur une population de cartographie de blé cultivée au sein d’un large réseau expérimental. Une association positive entre durée de sénescence des feuilles après floraison et %Prot ou Rdt a été observée selon les environnements étudiés. Nous faisons l’hypothèse que l’impact d’un retardement de la sénescence des feuilles après floraison pourrait être modulé selon la disponibilité en azote durant cette période, ce qui conduirait à modifier la relation %Prot-Rdt selon les environnements étudiés. Enfin, des données obtenues sur trois populations de cartographie cultivées dans un large réseau expérimental ont permis de suggérer, après méta-analyse de QTL, des régions génomiques potentiellement utiles en sélection pour améliorer la %Prot sans diminuer le Rdt. Ceci a permis de mettre en avant des régions situées sur les chromosomes 2A et 3B. En particulier, la région située sur le 2A pourrait être reliée à la présence d’un gène codant pour une glutamine synthétase chloroplastique qui a été associée à la variabilité génétique pour %Prot chez le blé tendre dans une étude antérieure. / Grain yield (GY) and grain protein concentration (GPC) are two major targets in wheat breeding programs as these traits contribute to the economic value of the wheat crop. Unfortunately, their simultaneous improvement is hampered by the genetic negative GPC-GY relationship. It has been shown that the deviation to this relationship (“Grain Protein Deviation”, GPD) has a genetic basis and might be useful to shift this negative relationship but its biological bases remain unclear. GPD was shown to be mainly related to the genetic variability for post-anthesis nitrogen (N) uptake (PANU) in the North-West European agro-climatic conditions. We proposed that the genetic variability for the access to N in the soil (root architecture and functioning) or for the regulation of PANU by the plant N status (N transport and assimilation) could explain GPD. As delaying leaf senescence during the post-anthesis period might result in increasing PANU, we analysed the genetic determinants of the phenotypic relationships between leaf senescence duration after anthesis and GPC or GY using data obtained on a wheat mapping population grown in a large mutli-environment trial network. A positive association was found between leaf senescence duration and GPC or GY depending onthe environment. We suggested that the impact of delaying leaf senescence after anthesis on GY or GPC might be modulated by the N availability during the post-anthesis period and would lead to modify the GPC-GY relationship depending on the considered environments. Finally, data obtained on three connected mapping populations grown in a large mutli-environment trial network were used to suggest by meta-QTL analysis potential genomic regions possibly useful in wheat breeding to improve GPC without reducing GY. This put forward genomic regions located on the 2A and 3B chromosomes as potentially interesting targets to improve GPC. In particular, the region on the 2A might be related to a chloroplastic glutamine synthetase gene previously shown to be associated with genetic variability for GPC in bread wheat.

A cana-de-açúcar é uma cultura agrícola de grande importância econômica para o Brasil, e a expansão de seu cultivo para solos marginais requer uma maior utilização de fertilizantes à base de nitrogênio (N). Na maioria dos países produtores, a adubação nitrogenada se baseia em altas doses de aplicação, enquanto, no Brasil, o seu uso é relativamente baixo devido, em parte, ao processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN) pela ação de bactérias diazotróficas. Além da FBN, as plantas adquirem fontes de N, como amônio e nitrato, por meio de transportadores de membranas localizados nas raízes. Há evidências que a associação com microrganismos pode favorecer as plantas por meio da regulação dos genes de transportadores de N. Desta forma, este trabalho teve como objetivo caracterizar o transporte de amônio e nitrato, avaliando a expressão gênica dos principais transportadores de N em cana-de-açúcar cultivada in vitro sob o efeito da associação com bactérias diazotróficas. Também foi descrita a comunidade bacteriana de plântulas in vitro, bem como o efeito da fertilização com N e da inoculação com bactérias diazotróficas em plantas maduras. Plântulas de \'SP70- 1143\' e \'Chunee\', que contrastam para FBN, foram empregadas em ensaios in vitro sob diversas concentrações e fontes de N em associação ou não com uma estirpe de Gluconacetobacter diazotrophicus ou um mistura de bactérias diazotróficas (G. diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, H. rubrisubalbicans, Azospirillum amazonense e Burkholderia tropica). A caracterização do transporte de N por meio de ensaios de absorção de nitrato e amônio marcados (15N) revelou que a interação entre cana-de-açúcar x G. diazotrophicus induziu a expressão do gene do transportador de nitrato ScNRT2.1, o que levou a uma tendência no aumento no influxo de nitrato, assim como dos genes de transportadores de amônio ScAMT1.1 e ScAMT1.3, resultando em maiores influxos de amônio apenas para a cultivar \'SP70- 1143\'. Já a associação da cana-de-açúcar com a mistura de bactérias diazotróficas revelou que somente houve indução transcricional de ScAMT1.1, o que resultou na maior absorção de amônio em \'SP70-1143\'. Por sua vez, quando analisada a interação in vitro por 30 dias, a presença da bactéria, apesar de transiente, possivelmente favoreceu a expressão dos genes de transportadores de nitrato ScNRT1.1 e ScNRT2.1, e do transportador de amônio ScAMT1.1, resultando no maior acúmulo de 15N-nitrato de amônio nas plantas de \'SP70-1143\'. Foi detectada uma comunidade bacteriana associada a plântulas micropropagadas, a qual é distinta entre os genótipos \'SP70-1143\' e \'Chunee\' e se altera com a inoculação com G. diazotrophicus. Para as plantas cultivadas em campo, a comunidade bacteriana existente foi alterada pela fertilização de N, mas não pela inoculação com diazotróficas. Portanto, a inoculação com bactérias diazotróficas parece induzir a expressão dos principais genes transportadores de amônio e nitrato em plântulas do genótipo \'SP70-1143\' resultando na maior absorção de fontes inorgânicas de N. / Sugarcane has a large economic importance to Brazil, and it\'s the expansion of cultivation to marginal soils requires a larger application of nitrogen fertilizers (N) to maintain yield. In most producing countries, N fertilization is based on high application rates, whereas in Brazil N fertilization is relatively low, possibly due in part, to the process of biological nitrogen fixation (BNF). In addition, plants acquire inorganic N sources from the soil by membrane transporters that may be regulated by association with microorganisms. This study aimed to characterize the ammonium and nitrate transport evaluating the gene expression profile of the major transporters grown in vitro in association with diazotrophic bacteria. It was also described the bacterial community in micropropagated plants, as well as the effect of N fertilization or inoculation with nitrogen fixing bacteria in mature plants. \'SP70-1143\' and \'Chunee\' which contrasted to BNF, were used in in vitro experiments in several concentrations and N source, in association or not with a strain of Gluconacetobacter diazotrophicus or a bacteria mixture (G. diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, H. rubrisubalbicans, Azospirillum amazonense and Burkholderia tropica). The characterization of the N transport by uptake assays with 15N-labeled ammonium and nitrate, revealed that the interaction between sugarcane x G. diazotrophicus induced, the nitrate transporter gene ScNRT2.1 expression, which lead to trend to increase nitrate influx, as well as the ammonium transporter genes ScAMT1.1 and ScAMT1.3, resulting in higher ammonium influx in \'SP70-1143\'. Sugarcane associated with the bacterial mixture revealed a transcriptional induction of ScAMT1.1 resulting in larger ammonium acquisition in \'SP70-1143\'. Further, the presence of bacteria in vitro for 30 days, although transient, possibly favored the expression of nitrate transporters ScNRT1.1 and ScNRT2.1, and the ammonium transporter ScAMT1.1, resulting in accumulation of 15N-ammonium nitrate in \'SP70-1143\'. A bacterial community associated with in vitro plants of \'SP70-1143\' and \'Chunee\' was detected with different composition between genotypes, and which changed with artificial inoculation. For plants grown in the field, the bacterial community was affected by N fertilization but not by inoculation with diazotrophic. These results indicate that the inoculation with diazotrophic bacteria appears to induce the expression of the major ammonium and nitrate transporters genes in \'SP70-1143\' plants resulting in higher uptake of inorganic N sources.

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