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Secondary metabolites have more influence than morphophysiological traits on litter decomposability across genotypes of Arabidopsis thaliana

Authors :
Denis Vile
François Vasseur
Nick P. Rowe
Etienne Baron
Kevin Sartori
Elena Kazakou
Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE)
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)
European Project: 609398,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2013-COFUND,AGREENSKILLSPLUS(2014)
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Source :
New Phytologist, New Phytologist, Wiley, 2019, 224 (4), pp.1532-1543. ⟨10.1111/nph.15983⟩, New Phytologist 4 (224), 1532-1543. (2019), New Phytologist, 2019, 224 (4), pp.1532-1543. ⟨10.1111/nph.15983⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; Although interspecific variation in plant phenotype is recognised to impact afterlife processes such as litter decomposability, it is still unclear which traits and selection pressures explain these relationships. Examining intraspecific variation is crucial to identify and compare trait effects on decomposability, and investigate the potential role of natural selection. We studied the genetic variability and relationships between decomposability, plant traits typically related to decomposability at species level (morphophysiological traits), and leaf metabolites among a set of genotypes of Arabidopsis thaliana grown under controlled conditions. We also investigated correlations between decomposability and environmental variables at genotypes collection site. We investigated the genetic architecture of decomposability with genome-wide association studies (GWAS). There was large genetic variability in decomposability that was correlated with precipitation. Morphophysiological traits had a minor effect, while secondary metabolites, especially glucosinolates, were correlated with decomposability. Consistently, GWAS suggested that genes and metabolites related to the composition of cell membranes and envelopes control the variation of decomposability across genotypes. Our study suggests that decomposability varies within species as a result of metabolic adaptation to climate. Our findings highlight that subtle variations of defence-related metabolites like glucosinolates may strongly influence after-life processes such as decomposability.

Details

Language :
English
ISSN :
0028646X and 14698137
Database :
OpenAIRE
Journal :
New Phytologist, New Phytologist, Wiley, 2019, 224 (4), pp.1532-1543. ⟨10.1111/nph.15983⟩, New Phytologist 4 (224), 1532-1543. (2019), New Phytologist, 2019, 224 (4), pp.1532-1543. ⟨10.1111/nph.15983⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....4782a5234759c8254ee8cd5dac8b10bc
Full Text :
https://doi.org/10.1111/nph.15983⟩