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Distribution et utilisation des assimilats carbonés en relation avec la fixation symbiotique d'azote chez le soja (Glycine max L. Merrill)

Distribution and utilization of assimilated carbon in relation to dinitrogen fixation in soybean (Glycine max L. Merril)

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  • 12 Citations

Resumé

La distribution et l'utilisation du carbone photoassimilé par des sojas (Glycine max L. Merr.) nodulés, cultivés en conditions naturelles ont été suivies durant deux années consécutives par expositions répétées et simultanées de plantes à du14CO2 et15N2 pendant une journée. Cette méthode couplée à une analyse détaillée des flux respiratoires au niveau des systèmes racinaires a permis de suivre le devenir du carbone en relation avec l'activité fixatrice d'azote. Les résultats montrent que le stade de développement des plantes au moment du marquage exerce une forte influence sur la distribution initiale du carbone. Ce sont les organes en forte croissance qui attirent le plus d'assimilats récents. Ainsi les organes reproducteurs, accumulent des quantités croissantes à partir de leur formation si bien qu'aux environs du jour 100, ils attirent près de 70% de la production nette. Les nodules eux stockent da 3 à 5% de cette production journalière entre les jours 50 et 100 alors que leur activité fixatrice chute déjà fortement dès le jour 85. Pendant la phase d'activité fixatrice optimale, les quantités de carbone perdues sous forme de CO2, pour le seul processus de réduction du N2, varient entre 2,5 et 7 mg par mg d'azote fixé. Ceci équivaut à la quantité de carbone destinée aux structures “racines et nodules”. Les transferts secondaires d'organes à organes se font à partir des organes végétatifs et puis des gousses vers les graines, mais essentiellement à partir de carbone assimilé durant la phase de remplissage des gousses (après le jour 80). Cependant, les quantités remobilisées sont faibles, ce qui indique que la croissance des graines dépend surtout d'une alimentation directe à partir de la photosynthèse.

Summary

Distribution and use of photoassimilated carbon by nodulated soybeans (Glycine max L. Merr.) grown in natural conditions have been studied during two consecutive years by successive and simultaneous exposures of the plants to14CO2 and15N2 during one day. This method, together with detailed analysis of CO2 efflux by root systems made it possible to follow the fate of carbon in relation to dinitrogen fixation. The results showed that the stage of development at which the plants were labelled exerted a high influence on the initial distribution of carbon. The growing organs always attracted more of the recently assimilated carbon. So, the reproductive parts accumulated increasing proportions and by day 100 about 70% of the current net production was recovered in pods and seeds. Nodules stored from 3 to 5% of the daily production, from day 50 to day 100, when their fixation activity already dropped by day 85. During the period of optimal fixation the amount of carbon lost as CO2 due to the only process of N2 reduction ranged between 2.5 and 7 mg per mg of N2 fixed. This was equivalent to the amount of carbon directed towards roots and nodules structures during the same time. Secondary transfers by remobilization occurred from leaves and pods to the grains but mainly from the carbon assimilated during the podfilling stage (after day 80). However, these amounts were small indicating that grain development is mainly supported by current assimilates.

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Warembourg, F.R., Haegel, B., Fernandez, M. et al. Distribution et utilisation des assimilats carbonés en relation avec la fixation symbiotique d'azote chez le soja (Glycine max L. Merrill). Plant Soil 82, 163–178 (1984). https://doi.org/10.1007/BF02220244

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Key words

  • Assimilates distribution
  • 14CO2 and15N2 labelling
  • Glycine max L. Merrill
  • Nitrogen fixation
  • Respiration costs