Effects of elevated carbon dioxide and sucrose concentrations on Arabidopsis thaliana root architecture and anatomy

摘要

The objective of this study was to evaluate the effects of elevated carbon dioxide and sucrose concentrations on Arabidopsis thaliana L.Heynh root growth, morphology, and architecture. Two levels of CO₂, 360 (ambient) and 900 (elevated) μmol·mol-1, and various sucrose concentrations were used. A. thaliana plants grown on a phytagar medium in small chambers with elevated CO₂ had longer roots, more lateral root growth and a more dichotomous branching pattern than plants grown in ambient CO₂. Roots in elevated CO₂ had wider root diameters, and showed considerably more secondary growth such as larger diameter vascular cylinders and better-developed periderm. Addition of sucrose to the media closely resembled the effects of elevated CO₂. Further, the increase in sucrose concentration had a more pronounced effect on root morphology under ambient, than elevated CO₂. Thus, both elevated CO₂ and increased sucrose concentrations promote root growth by increasing their number, length, and diameter, and by changing the branching pattern from herringbone to dichotomous.Les auteurs ont évalué les effets du dioxyde de carbone et du saccharose élevés sur la croissance, la morphologie et l'architecture racinaires de l'Arabidopsis thaliana. Ils ont utilisé deux teneurs en CO₂, 360 (ambiante) et 900 (élevée) μmol-1·mol-1, et diverses concentrations de saccharose. Les plants de l'A. thaliana, cultivés sur milieu Phytagar dans de petites chambres avec du CO₂ élevé, montrent des racines plus longues, possèdent plus de racines latérales et un patron de ramifications dichotomiques plus important que les plants cultivés en présence de CO₂ ambiant. En présence de CO₂ élevé, les racines ont un diamètre plus large et considérablement plus de croissance secondaire, comme des cylindres vasculaires de plus fort diamètre et un périderme plus développé. L'addition de saccharose au milieu entraîne des effets ressemblant à ceux du CO₂ élevé. De plus, l'augmentation de la concentration en saccharose a des effets plus prononcés sur la morphologie racinaire, sous les conditions de CO₂ ambiant. Ainsi, le CO₂ élevé aussi bien que l'augmentation des concentrations en saccharose stimulent la croissance des racines en augmentant leur nombre, leur longueur et leur diamètre, et entraîne des changement dans les patrons de ramification, du rachis à la dichotomie.