Study of root exudates' production in Gypsum plants

Abstract

[eng] Gypsum soils are atypical substrates that pose severe restrictions for plant life. Mechanisms displayed by gypsum plants to overcome the limitations imposed by this restrictive substrate are still not fully understood. Gypsum is an alkaline mineral, with remarkable low nutrient availability, so plants growing on gypsum may need to lower the pH of the rhizosphere to acquire nutrients. To this end, they may interact with soil fungi or exude certain metabolites that could modify soil pH or attract beneficial fungi. This study analysed the changes in pH and the release of exudates at the rhizosphere of plants from a gypsum endemic species cultivated on natural gypsum soils and in partially sterilized gypsum soils without soil fungi. Root growth had an impact on pH acidification, although it seemed independent from fungal presence. Nevertheless, root exudates varied remarkably in response to soil fungi and plants cultivated in partially sterilized soils showed increased exudation of isocitric and malonic acid and sorbitol-mannitol. This shift in exudates production could be a plant mechanism to decrease soil pH reaching similar values to natural soil conditions.

[spa] Los suelos de yeso son sustratos atípicos que plantean severas restricciones para la vida vegetal. Aún no se comprenden los mecanismos mostrados por las plantas de yeso para superar las limitaciones impuestas por este tipo de suelo. El yeso es un mineral alcalino, con una baja disponibilidad de nutrientes, por lo que las plantas que crecen en yeso pueden necesitar reducir el pH de la rizosfera para adquirir estos nutrientes. Con este fin, pueden asociarse con hongos del suelo o exudar ciertos metabolitos que podrían modificar el pH del mismo o atraer hongos beneficiosos. En este estudio se analizaron los cambios en el pH y la secreción de exudados en la rizosfera de las plantas a partir de una especie endémica de los suelos yesíferos. Esto se realizó en suelos naturales de yeso y en suelos de yeso parcialmente esterilizados (sin hongos). El crecimiento de la raíz tuvo un impacto en la acidificación del pH, aunque parecía independiente de la presencia de hongos. Sin embargo, los exudados radiculares variaron notablemente en respuesta a los hongos del suelo. Las plantas cultivadas en suelos parcialmente esterilizados mostraron una mayor exudación de ácido isocítrico, ácido malónico y sorbitol-manitol. Este cambio en la producción de exudados radiculares podría ser un mecanismo de la planta para disminuir el pH alcanzando valores similares a las condiciones de los suelos naturales.

[cat] Els sòls de guix són substrats atípics que plantegen severes restriccions per a la vida vegetal. Encara no es comprenen els mecanismes mostrats per les plantes de guix per superar les limitacions imposades per aquest tipus de sòl. El guixo és un mineral alcalí, amb una baixa disponibilitat de nutrients, per la qual cosa les plantes que creixen en guixo poden necessitar reduir el pH de la rizosfera per adquirir aquests nutrients. Amb aquesta finalitat, poden associar-se amb fongs del sòl o exudar certs metabòlits que podrien modificar el pH del mateix o atreure fongs beneficiosos. En aquest estudi es van analitzar els canvis en el pH i la secreció d'exudats en la rizosfera de les plantes a partir d'una espècie endèmica dels sòls de guix. Això es va realitzar en sòls naturals de guix i sòls de guix parcialment esterilitzats (sense fongs). El creixement de l'arrel va tenir un impacte en l'acidificació del pH, tot i que semblava independent de la presència de fongs. No obstant això, els exsudats radiculars van variar notablement en resposta als fongs. Les plantes cultivades en sòls parcialment esterilitzats van mostrar una major exudació d'àcid isocítric, àcid malònic i sorbitol-manitol. Aquest canvi en la producció d'exudats radiculars podria ser un mecanisme de la planta per disminuir el pH assolint valors similars a les condicions dels sòls naturals