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Accès ouvert déclaré 2025 article

Pumpkin rootstock enhances nitrogen-use efficiency and low-nitrogen resilience in Benincasa hispida via coordinated nitrogen transport and phenylpropanoid metabolism

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Nitrogen (N) deficiency is a major constraint on crop productivity, yet the physiological and molecular mechanisms by which rootstocks confer N-use efficiency (NUE) remain unclear. Here, we investigated the responses of wax gourd scions grafted onto pumpkin rootstock (T/H) compared with self-grafted controls (T/T) under low-nitrogen (LN) stress and subsequent recovery. Physiological assays showed that T/H delayed leaf chlorosis, sustained higher chlorophyll content and photosynthetic rates, and promoted shoot nitrogen allocation, thereby maintaining superior NUE relative to T/T. Integrated transcriptomic and metabolomic analyses revealed specific reprogramming of nitrogen assimilation and transport pathways and phenylpropanoid-derived secondary metabolism. T/H seedlings exhibited enhanced expression of nitrate and ammonium transporters (NRT/NPFs, AMTs), glutamate dehydrogenase (GDH), and asparagine synthetase (AS), coupled with increased accumulation of asparagine. In parallel, phenylpropanoid biosynthesis was upregulated, with higher activity of phenylalanine ammonia-lyase (PAL), chalcone synthase (CHS), and cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD), leading to increased flavonoid and phenolic contents. Functional characterization of heterologous expressed BhiNPF3.1 further demonstrated its plasma membrane localization, nitrogen-responsive expression in roots, and ability to enhance nitrogen accumulation in Arabidopsis, supporting a potential role for rootstock-mediated regulation of N transport. These metabolic and molecular shifts highlight that the pumpkin rootstock appears to sustain carbon-nitrogen balance through improved N partitioning to shoots while modulating phenylpropanoid metabolism in a manner that may contribute to stress adaptation. Together, our results demonstrate that pumpkin rootstock enhances NUE and LN resilience by integrating photosynthetic stability, nitrogen assimilation, transporter activity, and secondary metabolism, providing mechanistic insights into rootstock-mediated NUE.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Pumpkin rootstock enhances nitrogen-use efficiency and low-nitrogen resilience in Benincasa hispida via coordinated nitrogen transport and phenylpropanoid metabolism
Date Crossref
01/01/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

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