Deciphering the contribution of maize aquaporins regulated by arbuscular mycorrhizae to the transport in planta of water and/or solutes of physiological importance under drought

Abstract

The present PhD thesis is mainly focused on the identification of AM-regulated maize aquaporin isoforms key for drought tolerance, and the identification of their specific functions in planta. Moreover, it is a goal of this study to understand if these aquaporins have a key influence on root water transport capacity of the host plant and if they contribute to the higher flexibility of AM roots for switching between cell-to-cell and apoplastic water transport pathways. With this aim, the combination between Zea mays L. and Rhizophagus irregularis was used as a model in all the experiments carried out in this PhD thesis. In summary, the study conducted in this PhD Thesis increases the general knowledge about the plant drought tolerance induced by the AM symbiosis. It is evidenced that the AM symbiosis has a role in the modulation of cell water conductivity in roots, which is probably related to aquaporins activity. Moreover, the higher flexibility of AM roots to modulate water transport is confirmed in independent experiments, which is translated into the better performance of these plants under water scarcity.

La presente Tesis Doctoral está enfocada principalmente en la identificación de isoformas de acuaporina reguladas por MA que sean claves para la tolerancia a la sequía, y la identificación de sus funciones específicas in planta. Además, es un objetivo de este estudio comprender si estas acuaporinas tienen una influencia principal en la capacidad de transporte de agua en la raíz de la planta hospedadora y si contribuyen a la mayor flexibilidad de las raíces MA para cambiar entre las vías de transporte de agua célula a célula y apoplástica. Con este objetivo, la combinación entre Zea mays L. y Rhizophagus irregularis fue empleada como modelo en todos los experimentos realizados en esta Tesis Doctoral. En resumen, los estudios llevados a cabo en esta Tesis Doctoral aumentan el conocimiento general sobre la tolerancia a la sequía inducida por la simbiosis MA. Se evidencia que la simbiosis MA tiene un papel en la modulación de la conductividad hidráulica celular en las raíces, lo que está probablemente relacionado a la actividad de las acuaporinas. Además, la mayor flexibilidad de las raíces MA para modular el transporte de agua se confirma en experimentos independientes, lo que se traduce en una mejora de la capacidad de estas plantas para enfrentarse al déficit hídrico.