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Registro Completo |
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Biblioteca(s): |
Embrapa Agrobiologia. |
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Data corrente: |
22/07/2008 |
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Data da última atualização: |
07/10/2011 |
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Tipo da produção científica: |
Orientação de Tese de Pós-Graduação |
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Autoria: |
ARAÚJO, E. da S. |
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Afiliação: |
Ednaldo da Silva Araújo, UFRRJ. |
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Título: |
Validação do modelo nutmon para o diagnóstico do manejo agrícola: estudo em duas propriedades familiares do Rio de Janeiro. |
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Ano de publicação: |
2008 |
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Fonte/Imprenta: |
2008. 113 f. Tese (Doutorado) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ. |
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Idioma: |
Português |
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Notas: |
Parceria: UFRRJ.
Orientação: Bruno José Rodrigues Alves;
Co-orientação: Segundo Urquiaga e Robert Michael Boddey. |
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Conteúdo: |
Este estudo teve a seguinte hipótese: 0 manejo adotado por agricultores familiares proporciona urn balanço de nutrientes negativo ao solo, o qual ocasiona a perda da fertilidade do solo e o declínio da produtividade das culturas ao longo do tempo. Desta forma, os objetivos gerais deste trabalho foram validar o modelo NUTMON da Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) para as condições do estado do Rio de Janeiro e avaliar a sustentabilidade de duas propriedades familiares com base no balanço de nutrientes. Para isso, foi necessário estabelecer os seguintes objetivos específicos: a) Estimar a taxa de perda de solo nas propriedades agrícolas com uso da técnica do Césio-137 (137CS); b) Quantificar as taxas de volatilização de amônia nas propriedades estudadas, utilizando o sistema coletor de amônia Semi-Aberto Livre Estático (SALE), após a sua calibração com uso do isótopo 15N; c) Quantificar as taxas de lixiviação de nitrato em urn Argissolo com uso de cápsulas de cerâmica e d) Realizar urn balanço de nutrientes em duas propriedades familiares do estado do Rio de Janeiro. As propriedades selecionadas localizam-se nos municípios de Bom Jardim, região serrana do estado, destinado a agricultura e outra em Itaperuna, região noroeste, destinado a pecuária leiteira. A determinação da atividade de 137 Cs foi realizada na VEL (Universidade Estadual de Londrina). As demais analises foram realizadas na Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ. Os dados de erosão mostraram que as taxas de perda/ganho de solo obtidas pela técnica do 137 Cs nos diferentes pontos de amostragem, considerando todas as glebas estudadas, variaram entre o equivalente a -43,6 e + 77,6 Mg ha-Iano-l. 0 Coletor SALE, de acordo com a calibração realizado no presente estudo, permitiu a recuperação de 57% e 67% do N-NH3 volatilizado do solo em condições similares ao campo e em casa de vegetação com ventilação, respectivamente. Assim, para se chegar a taxa real de volatilização de NH3, usando o coletor SALE em condições de campo, e necessário utilizar urn fator 1,75. A utilização do coletor SALE nas propriedades identificou perdas de N por volatilização de amônia de 5% e 47% do N-uréia aplicado em Bom Jardim e em Itaperuna, respectivamente. Para a principal rotação em Bom Jardim (taro/taro/milho/pousio), 0 balanço de nutrientes ajustado, com erosão medida pela técnica do 137Cs e volatilização de N-NH3 medido por coletor SALE foi de +26,2, +67,2 e -20,3 kg ha-l ano-l de N, P e K, respectivamente. Em Itaperuna, a capineira apresentou 0 balanço ajustado de +6,6, +0,71 e -64,0 kg ha-l ano-l de N, P e K, respectivamente. A hipótese desta tese não foi confirmada, pois 0 sistema de pousio na propriedade em Bom Jardim, desde que otimizadas as práticas de controle de erosão, não ira proporcionar empobrecimento do solo em curto e médio prazo. Também não houve indícios de contaminação ambiental por excesso de fertilizantes. Considerando a localização de propriedade em terrenos com altos níveis de declividade, o sistema de pousio deveria servir de modelo para outros proprietários. Em Itaperuna, o sistema de manejo adotado não ocasionária o empobrecimento do solo em curto e médio prazo. Entretanto, e a aplicação de altas doses de nitrogênio que compensa a elevada taxa de perda.
This study had the following hypothesis: the agricultural production systems adopted by small farmers brings about nutrient negative balances to soil, which causes the loss of soil fertility and crop yield decline in the time span. The general objective of this study was to validate the NUTMON model of the Food and Agriculture Organization of the United Nations (F AO) for the conditions of Rio de Janeiro State, and to evaluate the sustainability of small farms based on nutrient balances. For the adjustment of the model it was necessary to establish the following specific objectives: a) to estimate the rate of soil loss in the agricultural farms, using the technique of Cesium-137 (137Cs); b) to quantify the rates of ammonia (NH3) volatilization in the studied properties using a static semi-opened collector (SALE), after its calibration with the 15N isotope; c) to estimate N losses by nitrate leaching using ceramic cups extractors of soil solution; and d) to accomplish nutrients balance in two small farms in Rio de Janeiro State. The small farms selected are located in two municipalities, in Born Jardim, the central mountainous region and designated to agriculture, and the other in Itaperuna, the Northwest region with pasture and cattle production. The determination of 137 Cs activity for the erosion loss study was accomplished at UEL (University of Londrina). For other evaluations, analyses were accomplished at Embrapa Agrobiologia, Seropedica, RJ. Considering all the studied areas, the results obtained by the use of the 137CS technique showed rates of soil loss, equivalent to -43.6 and + 77.6 Mg ha-l yr-l. Tests with the trapping system for ammonia volatilization (SALE) measurement showed that its use is of low cost and easy handling, allowing to recover 57% and 67% of the total N-NH3 volatilized in studies at field and greenhouse conditions, respectively. Thus, to estimate the actual rate of soil NH3 volatilization using the collector SALE at field conditions, it is necessary to use a factor of 1.75. The use of the SALE identified losses ofN by ammonia volatilization of 5% and 47% of the applied urea in the farms located in Born Jardim and Itaperuna, respectively. In Born Jardim farm, the adjusted nutrients balance, with erosion measured by the technique of 137 Cs and ammonia volatilization measured by the proposed trapping system, were +26.2, +67.2 and-20.3 kg ha-l yr-l for N, P and K, respectively; taking into account the main rotation crop (taro/taro/com/fallow). In Itaperuna farm, the cultivated pasture presented an adjusted nutrient balance of +6.6, +0.71 and -64.0 kg ha-l yr-l for N, P and K, respectively. The hypothesis of the study was not confirmed, as the management adopted in the family farms was sustainable on the base of the soil nutrients balance, as long as erosion practices are optimized. There was no indication of environmental contamination due to fertilizers. Considering the location of the property in a mountainous area, the fallow system should serve as a sustainability model for other farmers. In Itaperuna, the management system adopted will not cause a decreasing of nutrients level in the soil in a short or medium time range. However, this fact is due to the application of high rates of nitrogen compensating the high rate of losses. MenosEste estudo teve a seguinte hipótese: 0 manejo adotado por agricultores familiares proporciona urn balanço de nutrientes negativo ao solo, o qual ocasiona a perda da fertilidade do solo e o declínio da produtividade das culturas ao longo do tempo. Desta forma, os objetivos gerais deste trabalho foram validar o modelo NUTMON da Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) para as condições do estado do Rio de Janeiro e avaliar a sustentabilidade de duas propriedades familiares com base no balanço de nutrientes. Para isso, foi necessário estabelecer os seguintes objetivos específicos: a) Estimar a taxa de perda de solo nas propriedades agrícolas com uso da técnica do Césio-137 (137CS); b) Quantificar as taxas de volatilização de amônia nas propriedades estudadas, utilizando o sistema coletor de amônia Semi-Aberto Livre Estático (SALE), após a sua calibração com uso do isótopo 15N; c) Quantificar as taxas de lixiviação de nitrato em urn Argissolo com uso de cápsulas de cerâmica e d) Realizar urn balanço de nutrientes em duas propriedades familiares do estado do Rio de Janeiro. As propriedades selecionadas localizam-se nos municípios de Bom Jardim, região serrana do estado, destinado a agricultura e outra em Itaperuna, região noroeste, destinado a pecuária leiteira. A determinação da atividade de 137 Cs foi realizada na VEL (Universidade Estadual de Londrina). As demais analises foram realizadas na Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ. Os dados de erosão mo... Mostrar Tudo |
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Palavras-Chave: |
Teor de nitrogênio. |
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Thesagro: |
Agricultura Familiar; Erosão; Manejo do Solo. |
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Categoria do assunto: |
-- |
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Marc: |
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260 $a2008. 113 f. Tese (Doutorado) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.$c2008
500 $aParceria: UFRRJ. Orientação: Bruno José Rodrigues Alves; Co-orientação: Segundo Urquiaga e Robert Michael Boddey.
520 $aEste estudo teve a seguinte hipótese: 0 manejo adotado por agricultores familiares proporciona urn balanço de nutrientes negativo ao solo, o qual ocasiona a perda da fertilidade do solo e o declínio da produtividade das culturas ao longo do tempo. Desta forma, os objetivos gerais deste trabalho foram validar o modelo NUTMON da Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) para as condições do estado do Rio de Janeiro e avaliar a sustentabilidade de duas propriedades familiares com base no balanço de nutrientes. Para isso, foi necessário estabelecer os seguintes objetivos específicos: a) Estimar a taxa de perda de solo nas propriedades agrícolas com uso da técnica do Césio-137 (137CS); b) Quantificar as taxas de volatilização de amônia nas propriedades estudadas, utilizando o sistema coletor de amônia Semi-Aberto Livre Estático (SALE), após a sua calibração com uso do isótopo 15N; c) Quantificar as taxas de lixiviação de nitrato em urn Argissolo com uso de cápsulas de cerâmica e d) Realizar urn balanço de nutrientes em duas propriedades familiares do estado do Rio de Janeiro. As propriedades selecionadas localizam-se nos municípios de Bom Jardim, região serrana do estado, destinado a agricultura e outra em Itaperuna, região noroeste, destinado a pecuária leiteira. A determinação da atividade de 137 Cs foi realizada na VEL (Universidade Estadual de Londrina). As demais analises foram realizadas na Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ. Os dados de erosão mostraram que as taxas de perda/ganho de solo obtidas pela técnica do 137 Cs nos diferentes pontos de amostragem, considerando todas as glebas estudadas, variaram entre o equivalente a -43,6 e + 77,6 Mg ha-Iano-l. 0 Coletor SALE, de acordo com a calibração realizado no presente estudo, permitiu a recuperação de 57% e 67% do N-NH3 volatilizado do solo em condições similares ao campo e em casa de vegetação com ventilação, respectivamente. Assim, para se chegar a taxa real de volatilização de NH3, usando o coletor SALE em condições de campo, e necessário utilizar urn fator 1,75. A utilização do coletor SALE nas propriedades identificou perdas de N por volatilização de amônia de 5% e 47% do N-uréia aplicado em Bom Jardim e em Itaperuna, respectivamente. Para a principal rotação em Bom Jardim (taro/taro/milho/pousio), 0 balanço de nutrientes ajustado, com erosão medida pela técnica do 137Cs e volatilização de N-NH3 medido por coletor SALE foi de +26,2, +67,2 e -20,3 kg ha-l ano-l de N, P e K, respectivamente. Em Itaperuna, a capineira apresentou 0 balanço ajustado de +6,6, +0,71 e -64,0 kg ha-l ano-l de N, P e K, respectivamente. A hipótese desta tese não foi confirmada, pois 0 sistema de pousio na propriedade em Bom Jardim, desde que otimizadas as práticas de controle de erosão, não ira proporcionar empobrecimento do solo em curto e médio prazo. Também não houve indícios de contaminação ambiental por excesso de fertilizantes. Considerando a localização de propriedade em terrenos com altos níveis de declividade, o sistema de pousio deveria servir de modelo para outros proprietários. Em Itaperuna, o sistema de manejo adotado não ocasionária o empobrecimento do solo em curto e médio prazo. Entretanto, e a aplicação de altas doses de nitrogênio que compensa a elevada taxa de perda. This study had the following hypothesis: the agricultural production systems adopted by small farmers brings about nutrient negative balances to soil, which causes the loss of soil fertility and crop yield decline in the time span. The general objective of this study was to validate the NUTMON model of the Food and Agriculture Organization of the United Nations (F AO) for the conditions of Rio de Janeiro State, and to evaluate the sustainability of small farms based on nutrient balances. For the adjustment of the model it was necessary to establish the following specific objectives: a) to estimate the rate of soil loss in the agricultural farms, using the technique of Cesium-137 (137Cs); b) to quantify the rates of ammonia (NH3) volatilization in the studied properties using a static semi-opened collector (SALE), after its calibration with the 15N isotope; c) to estimate N losses by nitrate leaching using ceramic cups extractors of soil solution; and d) to accomplish nutrients balance in two small farms in Rio de Janeiro State. The small farms selected are located in two municipalities, in Born Jardim, the central mountainous region and designated to agriculture, and the other in Itaperuna, the Northwest region with pasture and cattle production. The determination of 137 Cs activity for the erosion loss study was accomplished at UEL (University of Londrina). For other evaluations, analyses were accomplished at Embrapa Agrobiologia, Seropedica, RJ. Considering all the studied areas, the results obtained by the use of the 137CS technique showed rates of soil loss, equivalent to -43.6 and + 77.6 Mg ha-l yr-l. Tests with the trapping system for ammonia volatilization (SALE) measurement showed that its use is of low cost and easy handling, allowing to recover 57% and 67% of the total N-NH3 volatilized in studies at field and greenhouse conditions, respectively. Thus, to estimate the actual rate of soil NH3 volatilization using the collector SALE at field conditions, it is necessary to use a factor of 1.75. The use of the SALE identified losses ofN by ammonia volatilization of 5% and 47% of the applied urea in the farms located in Born Jardim and Itaperuna, respectively. In Born Jardim farm, the adjusted nutrients balance, with erosion measured by the technique of 137 Cs and ammonia volatilization measured by the proposed trapping system, were +26.2, +67.2 and-20.3 kg ha-l yr-l for N, P and K, respectively; taking into account the main rotation crop (taro/taro/com/fallow). In Itaperuna farm, the cultivated pasture presented an adjusted nutrient balance of +6.6, +0.71 and -64.0 kg ha-l yr-l for N, P and K, respectively. The hypothesis of the study was not confirmed, as the management adopted in the family farms was sustainable on the base of the soil nutrients balance, as long as erosion practices are optimized. There was no indication of environmental contamination due to fertilizers. Considering the location of the property in a mountainous area, the fallow system should serve as a sustainability model for other farmers. In Itaperuna, the management system adopted will not cause a decreasing of nutrients level in the soil in a short or medium time range. However, this fact is due to the application of high rates of nitrogen compensating the high rate of losses.
650 $aAgricultura Familiar
650 $aErosão
650 $aManejo do Solo
653 $aTeor de nitrogênio
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Registro original: |
Embrapa Agrobiologia (CNPAB) |
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Biblioteca |
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 | Acesso ao texto completo restrito à biblioteca da Embrapa Agrobiologia. Para informações adicionais entre em contato com cnpab.biblioteca@embrapa.br. |
Registro Completo
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Biblioteca(s): |
Embrapa Agrobiologia. |
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Data corrente: |
07/02/2024 |
|
Data da última atualização: |
07/02/2024 |
|
Tipo da produção científica: |
Artigo em Periódico Indexado |
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Circulação/Nível: |
A - 1 |
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Autoria: |
SILVA, H. A. da; PESSÔA, D. D. V.; MENESES, C. H. G. de; CAETANTO, V. S.; PACHECO, R. S.; ARAUJO, J. L. S. de. |
|
Afiliação: |
HELDER ANDERSON DA SILVA, UFRJ; DANIELLA DUARTE VILLARINHO PESSÔA, UFRJ; CARLOS HENRIQUE GADELHA DE MENESES, UFPB; VANESSA SANTANA CAETANO, UFRJ; RAFAEL SANCHES PACHECO, UFRRJ; JEAN LUIZ SIMOES DE ARAUJO, CNPAB. |
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Título: |
Unraveling the drought-responsive transcriptomes in nodules of two common bean genotypes during biological nitrogen fixation. |
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Ano de publicação: |
2024 |
|
Fonte/Imprenta: |
Frontiers in Plant Science, v. 15, 134539, jan. 2024. Sec. Plant Symbiotic Interactions |
|
ISSN: |
1664-462X |
|
DOI: |
https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1345379 |
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Idioma: |
Inglês |
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Conteúdo: |
ommon bean (Phaseolus vulgaris) can efficiently fix atmospheric nitrogen when associated with Rhizobia. However, drought stress impairs plant metabolic processes, especially the biological nitrogen fixation (BNF). Here, we assessed transcriptional responses in nodules of two common bean genotypes to drought stress under BNF reliance. The RNA-Seq analysis yielded a total of 81,489,262 and 72,497,478 high quality reads for Negro Argel and BAT 477 genotypes, respectively. The reads were mapped to the Phaseolus vulgaris reference genome and expression analysis identified 145 and 1451 differentially expressed genes (DEGs) for Negro Argel and BAT 477 genotypes, respectively. Although BAT 477 had more DEGs, both genotypes shared certain drought-responsive genes, including an up-regulated heat shock protein (HSP) and a down-regulated peroxidase, indicating shared pathways activated during drought in nodule tissue. Functional analysis using MapMan software highlighted the up-regulation of genes involved in abiotic stress responses, such as HSPs and specific transcription factors (TFs), in both genotypes. There was a significant down-regulation in metabolic pathways related to antioxidant protection, hormone signaling, metabolism, and transcriptional regulation. To validate these findings, we conducted RT-qPCR experiments for ten DEGs in nodules from both genotypes, for which the expression profile was confirmed, thus reinforcing their functional relevance in the nodule responses to drought stress during BNF. BAT 477 genotype exhibited more pronounced response to drought, characterized by a high number of DEGs. The strong down-regulation of DEGs leads to transcriptional disturbances in several pathways related to stress acclimation such as hormone and antioxidant metabolism. Additionally, we identified several genes that are known to play key roles in enhancing drought tolerance, such as HSPs and crucial TFs. Our results provide new insights into the transcriptional responses in root-nodules, an underexplored tissue of plants mainly under drought conditions. This research paves the way for potential improvements in plant-bacteria interactions, contributing to common bean adaptations in the face of challenging environmental conditions. Menosommon bean (Phaseolus vulgaris) can efficiently fix atmospheric nitrogen when associated with Rhizobia. However, drought stress impairs plant metabolic processes, especially the biological nitrogen fixation (BNF). Here, we assessed transcriptional responses in nodules of two common bean genotypes to drought stress under BNF reliance. The RNA-Seq analysis yielded a total of 81,489,262 and 72,497,478 high quality reads for Negro Argel and BAT 477 genotypes, respectively. The reads were mapped to the Phaseolus vulgaris reference genome and expression analysis identified 145 and 1451 differentially expressed genes (DEGs) for Negro Argel and BAT 477 genotypes, respectively. Although BAT 477 had more DEGs, both genotypes shared certain drought-responsive genes, including an up-regulated heat shock protein (HSP) and a down-regulated peroxidase, indicating shared pathways activated during drought in nodule tissue. Functional analysis using MapMan software highlighted the up-regulation of genes involved in abiotic stress responses, such as HSPs and specific transcription factors (TFs), in both genotypes. There was a significant down-regulation in metabolic pathways related to antioxidant protection, hormone signaling, metabolism, and transcriptional regulation. To validate these findings, we conducted RT-qPCR experiments for ten DEGs in nodules from both genotypes, for which the expression profile was confirmed, thus reinforcing their functional relevance in the nodule responses to d... Mostrar Tudo |
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Palavras-Chave: |
Nodule; Plant-Bacteria Association; Transcriptome analysis. |
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Categoria do assunto: |
S Ciências Biológicas |
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Marc: |
LEADER 03089naa a2200241 a 4500
001 2161757
005 2024-02-07
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520 $aommon bean (Phaseolus vulgaris) can efficiently fix atmospheric nitrogen when associated with Rhizobia. However, drought stress impairs plant metabolic processes, especially the biological nitrogen fixation (BNF). Here, we assessed transcriptional responses in nodules of two common bean genotypes to drought stress under BNF reliance. The RNA-Seq analysis yielded a total of 81,489,262 and 72,497,478 high quality reads for Negro Argel and BAT 477 genotypes, respectively. The reads were mapped to the Phaseolus vulgaris reference genome and expression analysis identified 145 and 1451 differentially expressed genes (DEGs) for Negro Argel and BAT 477 genotypes, respectively. Although BAT 477 had more DEGs, both genotypes shared certain drought-responsive genes, including an up-regulated heat shock protein (HSP) and a down-regulated peroxidase, indicating shared pathways activated during drought in nodule tissue. Functional analysis using MapMan software highlighted the up-regulation of genes involved in abiotic stress responses, such as HSPs and specific transcription factors (TFs), in both genotypes. There was a significant down-regulation in metabolic pathways related to antioxidant protection, hormone signaling, metabolism, and transcriptional regulation. To validate these findings, we conducted RT-qPCR experiments for ten DEGs in nodules from both genotypes, for which the expression profile was confirmed, thus reinforcing their functional relevance in the nodule responses to drought stress during BNF. BAT 477 genotype exhibited more pronounced response to drought, characterized by a high number of DEGs. The strong down-regulation of DEGs leads to transcriptional disturbances in several pathways related to stress acclimation such as hormone and antioxidant metabolism. Additionally, we identified several genes that are known to play key roles in enhancing drought tolerance, such as HSPs and crucial TFs. Our results provide new insights into the transcriptional responses in root-nodules, an underexplored tissue of plants mainly under drought conditions. This research paves the way for potential improvements in plant-bacteria interactions, contributing to common bean adaptations in the face of challenging environmental conditions.
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653 $aPlant-Bacteria Association
653 $aTranscriptome analysis
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Embrapa Agrobiologia (CNPAB) |
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