La aplicación exógena de 24-epibrassinolida confiere estrés salino y mejora la capacidad fotosintética, la defensa antioxidante, la absorción de minerales y el rendimiento en maíz
Autores: Seleiman, Mahmoud F.; Ahmad, Awais; Tola, ElKamil; Alhammad, Bushra Ahmed; Almutairi, Khalid F.; Madugundu, Rangaswamy; Al-Gaadi, Khalid A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La aplicación exógena de 24-epibrassinolida confiere estrés salino y mejora la capacidad fotosintética, la defensa antioxidante, la absorción de minerales y el rendimiento en maíz
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Salinidad
Producción de cultivos
Estrés salino
Maíz
24-Epibrassinolida
Capacidad fotosintética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
La salinidad es uno de los principales estreses ambientales que amenazan la producción de cultivos, el ecosistema natural, la seguridad alimentaria global y la salud socioeconómica de los humanos. Por lo tanto, el desarrollo de estrategias ecológicas para mitigar el estrés salino y/o mejorar la tolerancia de los cultivos es un tema importante a nivel mundial. Así, este estudio se llevó a cabo durante el verano de 2022 para investigar el potencial del 24-Epibrassinolida (EBL) para mitigar el estrés salino y mejorar la capacidad fotosintética, los sistemas de defensa antioxidante, la absorción de minerales y el rendimiento en maíz (L.) cultivado en un sistema hidropónico controlado. Se aplicaron continuamente tres niveles de estrés salino: S1 (control/sin NaCl añadido), S2 (60 mM NaCl) y S3 (120 mM NaCl) con solución nutritiva, mientras que el EBL exógeno (es decir, control, 0.1 uM y 0.2 uM) se aplicó como aplicación exógena tres veces (es decir, 40, 55, 70 días después de la siembra). El experimento se diseñó como un diseño de bloques completos al azar (RCBD) en el que el estrés salino fue el factor principal y el tratamiento con EBL fue el subfactor. Los resultados mostraron que el estrés salino afectó significativamente el crecimiento de las plantas, el rendimiento fisiológico, la bioquímica, la actividad antioxidante y los atributos de rendimiento. Sin embargo, la aplicación exógena de EBL a 0.2 uM mitigó significativamente el estrés salino y, por lo tanto, mejoró el rendimiento de las plantas incluso bajo estrés salino de 120 mM NaCl. Por ejemplo, en comparación con las plantas no tratadas (control), la aplicación de 0.2 uM de EBL mejoró la altura de las plantas (+18%), la biomasa (+19%), el SPAD (+32%), el Fv/Fm (+28%), la tasa de fotosíntesis (+11%), la eficiencia de carboxilación (+6%), la superóxido dismutasa (SOD +14%), la catalasa (CAT +18%), la ascorbato peroxidasa (APX +20%), K (+24%), el peso de 100 granos (+11%) y el rendimiento de granos (+47%) de maíz cultivado bajo estrés salino. Además, resultó en una reducción del 23% en la acumulación de Na en las hojas y una reducción del 25% en la relación Na/K bajo estrés salino en comparación con el control. Además, el análisis de correlación de Pearson y el análisis de componentes principales (PCA) destacaron la importancia del EBL exógeno como mitigador del estrés salino en maíz. En general, nuestros resultados indicaron los efectos protectores de la aplicación de EBL para aliviar el estrés salino en plantas de cultivo. Sin embargo, se sugiere una exploración adicional de su mecanismo de acción y la respuesta específica de los cultivos antes de su uso comercial en la agricultura.
Descripción
La salinidad es uno de los principales estreses ambientales que amenazan la producción de cultivos, el ecosistema natural, la seguridad alimentaria global y la salud socioeconómica de los humanos. Por lo tanto, el desarrollo de estrategias ecológicas para mitigar el estrés salino y/o mejorar la tolerancia de los cultivos es un tema importante a nivel mundial. Así, este estudio se llevó a cabo durante el verano de 2022 para investigar el potencial del 24-Epibrassinolida (EBL) para mitigar el estrés salino y mejorar la capacidad fotosintética, los sistemas de defensa antioxidante, la absorción de minerales y el rendimiento en maíz (L.) cultivado en un sistema hidropónico controlado. Se aplicaron continuamente tres niveles de estrés salino: S1 (control/sin NaCl añadido), S2 (60 mM NaCl) y S3 (120 mM NaCl) con solución nutritiva, mientras que el EBL exógeno (es decir, control, 0.1 uM y 0.2 uM) se aplicó como aplicación exógena tres veces (es decir, 40, 55, 70 días después de la siembra). El experimento se diseñó como un diseño de bloques completos al azar (RCBD) en el que el estrés salino fue el factor principal y el tratamiento con EBL fue el subfactor. Los resultados mostraron que el estrés salino afectó significativamente el crecimiento de las plantas, el rendimiento fisiológico, la bioquímica, la actividad antioxidante y los atributos de rendimiento. Sin embargo, la aplicación exógena de EBL a 0.2 uM mitigó significativamente el estrés salino y, por lo tanto, mejoró el rendimiento de las plantas incluso bajo estrés salino de 120 mM NaCl. Por ejemplo, en comparación con las plantas no tratadas (control), la aplicación de 0.2 uM de EBL mejoró la altura de las plantas (+18%), la biomasa (+19%), el SPAD (+32%), el Fv/Fm (+28%), la tasa de fotosíntesis (+11%), la eficiencia de carboxilación (+6%), la superóxido dismutasa (SOD +14%), la catalasa (CAT +18%), la ascorbato peroxidasa (APX +20%), K (+24%), el peso de 100 granos (+11%) y el rendimiento de granos (+47%) de maíz cultivado bajo estrés salino. Además, resultó en una reducción del 23% en la acumulación de Na en las hojas y una reducción del 25% en la relación Na/K bajo estrés salino en comparación con el control. Además, el análisis de correlación de Pearson y el análisis de componentes principales (PCA) destacaron la importancia del EBL exógeno como mitigador del estrés salino en maíz. En general, nuestros resultados indicaron los efectos protectores de la aplicación de EBL para aliviar el estrés salino en plantas de cultivo. Sin embargo, se sugiere una exploración adicional de su mecanismo de acción y la respuesta específica de los cultivos antes de su uso comercial en la agricultura.