Obwohl hypernodulierende Phänotyp-Mutanten von Leguminosen wie Sojabohne einen hohen Blatt-N-Gehalt besitzen, verringert die große Anzahl von Wurzelknollen die Verfügbarkeit von Kohlenhydraten für das Pflanzenwachstum und den Samenertrag. Darüber hinaus zeigen hypernodulierende Pflanzen unter Bedingungen eines hohen Luftdampfdruckdefizits (VPD) eine begrenzte Kapazität, um Wasserverluste durch Transpiration zu ersetzen, was zu einem Schließen der Stomata und damit zu verringerten Netto-Photosyntheseraten führt. Silva Lopes et al. verwendet hypernodulierend (nod4) (282.33 ± 28.56 Knötchen pro Pflanze) und nicht knötchenförmig (nod139) (0 Knötchen pro Pflanze) Sojabohnen-Mutantenlinien, um explizit zu bestimmen, ob eine große Anzahl von Knötchen die hydraulische Kapazität der Wurzel verringert, was zu einer verringerten stomatalen Leitfähigkeit und Netto-Photosyntheseraten unter Bedingungen mit hoher Luft-VPD führt.

Hypernodulierende (nod4, A) und nicht-nodulierende (nod139, B) Sojabohnenmutantenlinien, die entweder mit Bradyrhizobium diazoefficiens (Stamm BR 4, SEMIA 139) inokuliert (nod85 inoc und nod5080 inoc) oder nicht inokuliert (Kontrolle – nod4 ctr und nod139 ctr) sind. Unten (links) ist eine Übersicht über das Wurzelsystem der nod4 inoc-Mutante zu sehen, die die hohe Anzahl von Knötchen in der proximalen Wurzelzone hervorhebt. Quelle: Silva Lopes et al. 2019.

Pflanzen wurden entweder inokuliert oder nicht inokuliert Bradyrhizobium diazoefficiens (Stamm BR 85, SEMIA 5080) zur Induktion stickstofffixierender Wurzelknollen (wo möglich). Absolute Wurzelleitfähigkeit und Wurzelleitfähigkeit, Pflanzenwachstum, Blattwasserpotential, Gasaustausch, Chlorophyll a Fluoreszenz, Blatt-'Grünheit' [Soil Plant Analysis Development (SPAD) Messwert] und Stickstoffgehalt wurden 37 Tage nach der Aussaat gemessen.

Hypernodulierte Pflanzen waren aufgrund ihrer begrenzten Wassertransportkapazität von der Wurzel zum Spross anfälliger für VPD-Erhöhungen. Allerdings ist mehr CO2 Die durch den hohen N-Gehalt verursachte Aufnahme kann teilweise durch die stomatäre Einschränkung kompensiert werden, die durch erhöhte VPD-Bedingungen auferlegt wird.