Correlation between K+ uptake, H+ extrusion and transmembrane electrical potential difference in root tissue from a maize hybrid and its inbred parents

English. Recent works suggest a correlation between capability of roots for K+ uptake and productivity of agricult. important maize and barley cultivars. Main factors involved in K+ uptake are (a) efficiency of K+-transporting system, (b) value of inside negative electrical potential value (PD), apparently representing the main driving force for electrogenic K+ influx (at least at reasonably high external K+ concentrations). To distinguish between these possibilities, net K+ uptake (delta-K+) and net H+ efflux (-delta-H+), the transmembrane electrical potential difference have been measured in apical root segments for two maize inbreds (B37 and Mo17) and from their hybrid. Results show that deltaK+ and -deltaH+ are significantly higher in the hybrid than in the parental inbreds; also the electrical potential value is significantly and reproducibly higher in the hybrid when measured in absence of K+. This difference is much smaller when 3 mM K+ is present in medium. These results suggest that greater capability of the hybrid for K+ uptake depends rather on a higher activity of electrogenic H+ extrusion than on a higher efficiency of mechanism mediating K+ uptake.

Italian. Lavori recenti suggeriscono una correlazione fra capacita delle radici di assumere K+ e produttivita in differenti linee colivate di mais e di orzo, importanti dal punto di vista agronomico. I principali fattori coinvolti nell'assunzione di K+ sono: (a) l'efficienza del sistema di trasporto del K+ (b) il valore del potenziale electtrico transmembrana, principale "forza trainante" per l'assunzione elettrogenica di K+ (perlomeno per concentrazioni esterne di K+ sufficientemente alte). Per discriminare fra queste possibilita sono stati valutati l'assunzione netta di K+ (delta-K+), l'efflusso netto di ioni H+ (-delta-H+) e la differenza di potenziale elettrico transmembrana (PD) in segmenti apicali di radici ottenute da due linee pure di mais (B37 e Mo17) e dal loro ibrido. I risultati ottenuti mostrano che sia delta-K+ che -delta-K+ sono significativamente maggiori nell'ibrido che nelle linee pure parentali; anche il valore del potenziale elettrico transmembrana risulta significativamente e riproducibilmente piu alto nell'ibrido se misurato in assenza di K+. Questa differenza risulta molto minore quando nel mezzo di incubazione e presente K+ 3 mM. Questi risultati suggeriscono che la piu alta capacita di assunzione di K+ dimostrata dall'ibrido dipenda piuttosto da una piu elevata attivita del meccanismo di estrusione elettrogenica di H+ che da una piu alta efficienza del meccanismo coinvolto nell'assunzione di K+