Stoichiometric N:P flexibility and mycorrhizal symbiosis favour plant resistance against drought
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Drought induces changes in the nitrogen (N) and phosphorus (P) cycle but most plant species have limited flexibility to take up nutrients under such variable or unbalanced N and P availability. Both the degree of flexibility in plant N:P ratio and of root symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi might control plant resistance to drought-induced changes in nutrient availability, but this has not been directly tested. 2. Here, we examined the role of plant N:P stoichiometric status and mycorrhizal symbiosis in the drought-resistance of dominant and subordinate species in a semi-natural grassland. 3. We reduced water availability using rainout shelters (control vs. drought) and measured how plant biomass responded for the dominant and subordinate species. We then selected a dominant (Paspalum dilatatum) and a subordinate species (Cynodon dactylon), for which we investigated the N:P stoichiometric status, mycorrhizal root colonization and water-use efficiency. 4. The biomass of all dominant plant species, but not subordinate species, decreased under drought. Drought increased soil available nitrogen, and thus increased soil N:P ratio, due to decreasing plant N uptake. The dominant P. dilatatum showed a high degree of plant N:P homeostasis and a considerable reduction in biomass under drought. At the opposite, the more flexible subordinate species C. dactylon increased its N uptake and water-use efficiency, apparently due to stronger symbiosis with mycorrhizae, and maintained its biomass. 5. Synthesis. We conclude that the maintenance of N:P homeostasis in dominant species, possibly because of a large root nutrient foraging capacity, becomes inefficient when water stress limits N mobility in the soil. By contrast, we demonstrate that higher stoichiometric N:P flexibility coupled with stronger mutualistic association with mycorrhizae allow subordinate species to better withstand drought perturbations. Using a stoichiometric approach in a field experiment, our study provides for the first time clear and novel understandings of the mechanisms involved in drought-resistance within the plant-mycorrhizae-soil system.
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vignette|redresse=1.7|Les filaments mycéliens d'amanite viennent s'agglomérer autour d'un réseau de radicelles pour former un manchon mycélien, appelé manteau fongique. Le manchon de cette ectomycorhize développe vers l'extérieur un réseau constitué d'hyphes, de cordons mycéliens et de rhizomorphes qui explorent le sol jusqu'à plusieurs centimètres de la racine et prélèvent l'eau et les éléments minéraux en accroissant la surface d'échange avec le substrat.
vignette|upright=1.5| vignette|upright=1.5| Mycorhizes vésiculaires arbusculaires Un champignon mycorhizien arbusculaire (ou endomycorhizien), ou CMA est un champignon symbiote de nombreuses plantes terrestre, qui produit un type de mycorhize particulier, où le champignon symbiote (champignons AM, ou CMA) pénètre dans les cellules corticales des racines d'une plante vasculaire en formant des arbuscules (à ne pas confondre avec l'ectomycorhize ou la mycorhize éricoïde).
vignette|Le sol recèle un trésor vivant insoupçonné qui représente 50 % de la biodiversité spécifique sur la terre. En région tempérée, chaque mètre carré (sur de profondeur) abrite en moyenne animales (dont un millier d'espèces d'invertébrés constitués de près de 50 % d'acariens) comprenant, en les distinguant par leur taille, la microfaune, la mésofaune et la macrofaune. Une cuillère à café de sol, soit environ un gramme, héberge en moyenne 100 arthropodes, à , des millions de protozoaires et près d'un milliard de cellules bactériennes, issues de plus de 1 million d'espèces.
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Nonmycorrhizal root-colonizing fungi are key determinants of plant growth, driving processes ranging from pathogenesis to stress alleviation. Evidence suggests that they might also facilitate host access to soil nutrients in a mycorrhiza-like manner, but t ...
center dot Mixing species with contrasting resource use strategies could reduce forest vulnerability to extreme events. Yet, how species diversity affects seedling hydraulic responses to heat and drought, including mortality risk, is largely unknown. Using ...
