Abstract:

Production of phytohormones is one of the main mechanisms to explain the beneficial effects of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) such as Azospirillum sp. The PGPRs induce plant growth and development, and reduce stress susceptibility. However, little is known regarding the stress-related phytohormone abscisic acid (ABA) produced by bacteria. We investigated the effects of Azospirillum brasilense Sp 245 strain on Arabidopsis thaliana Col-0 and aba2-1 mutant plants, evaluating the morphophysiological and biochemical responses when watered and in drought. We used an in vitro-grown system to study changes in the root volume and architecture after inoculation with Azospirillum in Arabidopsis wild-type Col-0 and on the mutant aba2-1, during early growth. To examine Arabidopsis development and reproductive success as affected by the bacteria, ABA and drought, a pot experiment using Arabidopsis Col-0 plants was also carried out. Azospirillum brasilense augmented plant biomass, altered root architecture by increasing lateral roots number, stimulated photosynthetic and photoprotective pigments and retarded water loss in correlation with incremented ABA levels. As well, inoculation improved plants seed yield, plants survival, proline levels and relative leaf water content; it also decreased stomatal conductance, malondialdehyde and relative soil water content in plants submitted to drought. Arabidopsis inoculation with A. brasilense improved plants performance, especially in drought.

Author affiliation: Cohen, Ana Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Bottini, Ambrosio Rubén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Pontin, Mariela Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Mendoza-San Juan. Estación Experimental Agropecuaria La Consulta; Argentina

Author affiliation: Berli, Federico Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Moreno, Daniela Maria del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Boccalandro, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Travaglia, Claudia Noemi. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Ciencias Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Author affiliation: Piccoli, Patricia Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Abstract:

Production of phytohormones is one of the main mechanisms to explain the beneficial effects of plant growth‐promoting rhizobacteria (PGPR) such as Azospirillum sp. The PGPRs induce plant growth and development, and reduce stress susceptibility. However, little is known regarding the stress‐related phytohormone abscisic acid (ABA) produced by bacteria. We investigated the effects of Azospirillum brasilense Sp 245 strain on Arabidopsis thaliana Col‐0 and aba2‐1 mutant plants, evaluating the morphophysiological and biochemical responses when watered and in drought. We used an in vitro‐grown system to study changes in the root volume and architecture after inoculation with Azospirillum in Arabidopsis wild‐type Col‐0 and on the mutant aba2‐1, during early growth. To examine Arabidopsis development and reproductive success as affected by the bacteria, ABA and drought, a pot experiment using Arabidopsis Col‐0 plants was also carried out. Azospirillum brasilense augmented plant biomass, altered root architecture by increasing lateral roots number, stimulated photosynthetic and photoprotective pigments and retarded water loss in correlation with incremented ABA levels. As well, inoculation improved plants seed yield, plants survival, proline levels and relative leaf water content; it also decreased stomatal conductance, malondialdehyde and relative soil water content in plants submitted to drought. Arabidopsis inoculation with A. brasilense improved plants performance, especially in drought.

EEA La Consulta

Author affiliation: Cohen, Ana Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Bottini, Ambrosio Rubén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Pontin, Mariela Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina. INTA. Estación Experimental Agropecuaria La Consulta; Argentina

Author affiliation: Berli, Federico Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Moreno, Daniela Maria del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Boccalandro, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Travaglia, Claudia Noemi. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Ciencias Naturales; Argentina

Author affiliation: Piccoli, Patricia Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Abstract:

Sunlight exposure has multiple effect on fruits, as it affects the light climate perceived by fruit photoreceptors and fruit tissue temperature. In grapes (Vitis vinifera L.), light exposure can have a strong effect on fruit quality and commercial value; however, the mechanisms of light action are not well understood. The role of fruit-localized photoreceptors in the control of berry quality traits was evaluated under field conditions in a commercial vineyard in Mendoza (Argentina). Characterization of the diurnal dynamics of the fruit light environment in a vertical trellis system indicated that clusters were shaded by leaves during most of the photoperiod. Supplementation of the fruit light environment from 20 days before veraison until technological harvest showed that red (R, 660 nm) and blue (B, 470 nm) light strongly increased total phenolic compound levels at harvest in the berry skins without affecting sugar content, acidity or berry size. Far-red (FR, 730 nm) and green (G, 560 nm) light supplementation had relatively small effects. The stimulation of berry phytochromes and cryptochromes favored accumulation of flavonoid and non-flavonoid compounds, including anthocyanins, flavonols, flavanols, phenolic acids and stilbenes. These results demonstrate that the chemical composition of grape berries is modulated by the light quality received by the clusters under field conditions, and that fruit photoreceptors are not saturated even in areas of high insolation and under management systems that are considered to result in a relatively high exposure of fruits to solar radiation. Therefore, manipulation of the light environment or the light sensitivity of fruits could have significant effects on critical grape quality traits.

Author affiliation: Gonzalez, Carina Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Author affiliation: Fanzone, Martín Leandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Mendoza-San Juan. Estación Experimental Agropecuaria Mendoza. Laboratorio de Aromas y Sustancias Naturales; Argentina

Author affiliation: Cortés, Leandro Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Author affiliation: Bottini, Ambrosio Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Lijavetzky, Diego Claudio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Ballare, Carlos Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Investigaciones Biotecnologicas; Argentina

Author affiliation: Boccalandro, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Abstract:

Sunlight exposure has multiple effect on fruits, as it affects the light climate perceived by fruit photoreceptors and fruit tissue temperature. In grapes (Vitis vinifera L.), light exposure can have a strong effect on fruit quality and commercial value; however, the mechanisms of light action are not well understood. The role of fruit-localized photoreceptors in the control of berry quality traits was evaluated under field conditions in a commercial vineyard in Mendoza (Argentina). Characterization of the diurnal dynamics of the fruit light environment in a vertical trellis system indicated that clusters were shaded by leaves during most of the photoperiod. Supplementation of the fruit light environment from 20 days before veraison until technological harvest showed that red (R, 660 nm) and blue (B, 470 nm) light strongly increased total phenolic compound levels at harvest in the berry skins without affecting sugar content, acidity or berry size. Far-red (FR, 730 nm) and green (G, 560 nm) light supplementation had relatively small effects. The stimulation of berry phytochromes and cryptochromes favored accumulation of flavonoid and non-flavonoid compounds, including anthocyanins, flavonols, flavanols, phenolic acids and stilbenes. These results demonstrate that the chemical composition of grape berries is modulated by the light quality received by the clusters under field conditions, and that fruit photoreceptors are not saturated even in areas of high insolation and under management systems that are considered to result in a relatively high exposure of fruits to solar radiation. Therefore, manipulation of the light environment or the light sensitivity of fruits could have significant effects on critical grape quality traits.

EEA Mendoza

Author affiliation: Gonzalez, Carina Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Author affiliation: Fanzone, Martí­n Leandro. INTA. Estación Experimental Agropecuaria Mendoza. Laboratorio de Aromas y Sustancias Naturales; Argentina

Author affiliation: Cortés, Leandro Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Author affiliation: Bottini, Ambrosio Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Lijavetzky, Diego Claudio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Ballare, Carlos Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Investigaciones Biotecnologicas; Argentina

Author affiliation: Boccalandro, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Abstract:

Las plantas poseen la capacidad de detectar la presencia de otras plantas vecinas mediante la percepción de variaciones en la proporción de luz roja (660 nm) y roja lejana (740 nm) en el ambiente lumínico circundante. Los fitocromos (phy) son los fotorreceptores que cumplen la función principalen la detección de plantas vecinas y su acción implica la regulación de varios procesos fisiológicos que modulan la morfología y arquitectura de la planta, derivando en respuestas de competencia por la luz como la promoción del crecimiento y el desarrollo de sus estructuras fotosintéticas por sobre la vegetación circundante. La mayor parte del conocimiento actual sobre las respuestas de escape al sombreado ha sido generada en estructuras vegetativas, mientras que los estudios sobre este tema en flores e inflorescencias son comparativamente escasos. En este contexto, planteamos como objetivo de nuestro estudio evaluar respuestas de crecimiento y de curvatura de las inflorescencias de la planta Arabidopsis thaliana (L.) inducidas por la señal unilateral de plantas vecinas. Para ello, llevamos a cabo experimentos utilizando cortinas de vegetación natural y fuentes de luz roja lejana artificial dentro de un invernáculo con filtros especiales para excluir la luz correspondiente a la región UV-azul del espectro lumínico natural. Reportamos por primera vez la existencia de un escape lateral manifestado como la curvatura de la inflorescencia hacia el lado opuesto a la señal de plantas vecinas. Esta respuesta es controlada principalmente por el fitocromo B (phyB). Nuestros resultados, en combinación con datos preexistentes son útiles para adquirir una mejor comprensión del comportamiento de las flores e inflorescencias deplantas que crecen en parches, proporcionando una nueva perspectiva de las respuestas de escape al sombreado que pueden tener una influencia importante sobre la biología reproductiva.

Plants are able to detect the presence of neighbours by sensing the variation in the proportion of red and far red light (around 660 nm and 740 nm, respectively) in their surrounding ambient. The phytochromes are the main photoreceptors involved in neighbour detection, and regulate several physiological processes that modulate plant shape and architecture, enabling plants to compete for light by growing over the surrounding vegetation. The state of knowledge about this kind of responses in flowers and inflorescences is scarce compared to what is known in vegetative organs. In this context, we aimed to evaluate growth and bending responses of inflorescence stems induced by a unilateral signal of neighbours in Arabidopsis thaliana (L.). We carried out experiments employing natural canopies and artificial far red light sources inside a greenhouse where UV-Blue region of the sunlight spectrum was excluded. We report for the first time a lateral escape in terms of a bending response of the stem against the signal of neighbours, which is promoted by phytochrome B. Our results combined with pre-existing data may contribute to better understand the behaviour of flowering plants growing in patches, providing a new perspective of shade avoidance responses in terms of its effect in reproductive biology.

Author affiliation: Serrano, Alejandro Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Maldonado, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas; Argentina

Author affiliation: Boccalandro, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Abstract:

Leaf epidermal peels of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) mutants lacking either phototropins 1 and 2 (phot1 and phot2) or cryptochromes 1 and 2 (cry1 and cry2) exposed to a background of red light show severely impaired stomatal opening responses to blue light. Since phot and cry are UV-A/blue light photoreceptors, they may be involved in the perception of the blue light-specific signal that induces the aperture of the stomatal pores. In leaf epidermal peels, the blue light-specific effect saturates at low irradiances; therefore, it is considered to operate mainly under the low irradiance of dawn, dusk, or deep canopies. Conversely, we show that bothphot1 phot2andcry1 cry2have reduced stomatal conductance, transpiration, and photosynthesis, particularly under the high irradiance of full sunlight at midday. These mutants show compromised responses of stomatal conductance to irradiance. However, the effects of phot and cry on photosynthesis were largely nonstomatic. While the stomatal conductance phenotype ofphot1 phot2was blue light specific,cry1 cry2showed reduced stomatal conductance not only in response to blue light, but also in response to red light. The levels of abscisic acid were elevated incry1 cry2. We conclude that considering their effects at high irradiances cry and phot are critical for the control of transpiration and photosynthesis rates in the field. The effects of cry on stomatal conductance are largely indirect and involve the control of abscisic acid levels.

Author affiliation: Boccalandro, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Giordano, Carla Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas; Argentina

Author affiliation: Ploschuk, Edmundo Leonardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina

Author affiliation: Piccoli, Patricia Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Bottini, Ambrosio Rubén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Casal, Jorge José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina

Abstract:

In open places, plants are exposed to higher fluence rates of photosynthetically active radiation and to higher red to far-red ratios than under the shade of neighbor plants. High fluence rates are known to increase stomata density. Here we show that high, compared to low, red to far-red ratios also increase stomata density in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). High red to far-red ratios increase the proportion of phytochrome B (phyB) in its active form and the phyB mutant exhibited a constitutively low stomata density. phyB increased the stomata index (the ratio between stomata and epidermal cells number) and the level of anphistomy (by increasing stomata density more intensively in the adaxial than in the abaxial face). phyB promoted the expression of FAMA and TOO MANY MOUTHS genes involved in the regulation of stomata development in young leaves. Increased stomata density resulted in increased transpiration per unit leaf area. However, phyB promoted photosynthesis rates only at high fluence rates of photosynthetically active radiation. In accordance to these observations, phyB reduced long-term water-use efficiency estimated by the analysis of isotopic discrimination against (13)CO(2). We propose a model where active phyB promotes stomata differentiation in open places, allowing plants to take advantage of the higher irradiances at the expense of a reduction of water-use efficiency, which is compensated by a reduced leaf area.

Author affiliation: Boccalandro, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina

Author affiliation: Rugnone, Matias Leandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina

Author affiliation: Moreno, Javier Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina

Author affiliation: Ploschuk, Edmundo Leonardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Producción Vegetal; Argentina

Author affiliation: Serna, Laura. Universidad de Castilla-La Mancha; España

Author affiliation: Yanovsky, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina

Author affiliation: Casal, Jorge José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina

Abstract:

Under conditions of competition for light, which lead to the inactivation of the photoreceptor phytochrome B (phyB), the growth of shade-intolerant plants is promoted and the accumulation of direct anti-herbivore defenses is down-regulated. Little is known about the effects of phyB on emissions of volatile organic compounds (VOCs), which play a major role as informational cues in indirect defense. We investigated the effects of phyB on direct and indirect defenses in tomato (Solanum lycopersicum) using two complementary approaches to inactivate phyB: illumination with a low red to far-red ratio, simulating competition, and mutation of the two PHYB genes present in the tomato genome. Inactivation of phyB resulted in low levels of constitutive defenses and down-regulation of direct defenses induced by methyl jasmonate (MeJA). Interestingly, phyB inactivation also had large effects on the blends of VOCs induced by MeJA. Moreover, in two-choice bioassays using MeJA-induced plants, the predatory mirid bug Macrolophus pygmaeus preferred VOCs from plants in which phyB was inactivated over VOCs from control plants. These results suggest that, in addition to repressing direct defense, phyB inactivation has consequences for VOC-mediated tritrophic interactions in canopies, presumably attracting predators to less defended plants, where they are likely to find more abundant prey.

Author affiliation: Cortés, Leandro Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina

Author affiliation: Weldegergis, Berhane T.. Wageningen University; Países Bajos

Author affiliation: Boccalandro, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Biología Agrícola de Mendoza; Argentina

Author affiliation: Dicke, Marcel. Wageningen University; Países Bajos

Author affiliation: Ballare, Carlos Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas ; Argentina