El humo derivado de plantas mejora el estrés salino en el trigo al aumentar la expresión de genes sensibles al estrés y la actividad enzimática antioxidante
Autores: Hayat, Nailla; Afroz, Neelum; Rehman, Shafiq; Bukhari, Syeda Huma; Iqbal, Khalid; Khatoon, Amana; Taimur, Nadia; Sakhi, Shazia; Ahmad, Nisar; Ullah, Riaz; Ali, Essam A.; Bari, Ahmed; Hussain, Hidayat; Nawaz, Ghazala
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
El humo derivado de plantas mejora el estrés salino en el trigo al aumentar la expresión de genes sensibles al estrés y la actividad enzimática antioxidante
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Estrés por sal
Pds
Germinación de semillas
Longitud de raíces/brotes
Estrés abiótico
Trigo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Las tensiones abióticas son la mayor amenaza para el aumento de la población a nivel mundial. El estrés salino es una de las tensiones abióticas más significativas, afectando al 20% de la producción de cultivos en todo el mundo. El humo derivado de las plantas (PDS) ha sido reportado como un producto vegetal biológicamente activo en estimular la germinación de semillas, el crecimiento de plántulas y las características fisiológicas de los cultivos en condiciones de estrés abiótico. Sin embargo, los estudios que muestran cómo el PDS alivia el estrés salino son en su mayoría desconocidos. Aquí, informamos sobre el mecanismo molecular de cómo el PDS podría aliviar el estrés salino en el trigo. Inicialmente, el PDS a 2000 ppm mejoró la germinación de semillas, la longitud de raíces/brotes y el peso fresco de las plántulas. Sin embargo, el PDS a 1000 y 500 ppm no mostró ningún efecto significativo. El estrés salino a 150 y 200 mM redujo significativamente la tasa de germinación de semillas, la longitud de raíces/brotes y el peso fresco de las plántulas de trigo. Interesantemente, la suplementación con PDS a una concentración de 2000 ppm fue suficiente para restaurar la germinación de semillas bajo condiciones de estrés salino. Además, el PDS mejoró la longitud de raíces/brotes y la biomasa de las plántulas bajo 150 y 200 mM de estrés salino, lo que sugiere que el PDS es un producto vegetal potente, capaz de aliviar el estrés abiótico en los cultivos. En comparación con el control, las plántulas tratadas con PDS mostraron un aumento en la actividad de importantes enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa, la peroxidasa y la ascorbato peroxidasa bajo estrés salino, lo que resultó en niveles reducidos de peróxido de hidrógeno y peroxidación lipídica, mostrando que el PDS posiblemente puede ayudar en la amelioración del estrés salino al regular la homeostasis redox. Es importante destacar que el estrés salino alteró la expresión de genes marcadores de germinación, como , , (efectores positivos de germinación) y (efectores negativos de germinación), sugiriendo el papel potencial del PDS en la vía de germinación bajo estrés salino. Además, el PDS moduló los niveles de transcripción de varios genes sensibles al estrés salino, incluyendo , y . En conclusión, este estudio proporciona una base molecular y fisiológica para elucidar el mecanismo de cómo el PDS funciona en la inducción de estrés en el trigo, así como demuestra la importancia del PDS en las prácticas agrícolas, sentando las bases para futuras investigaciones sobre el papel del PDS en la amelioración de tensiones abióticas en diversas plantas.
Descripción
Las tensiones abióticas son la mayor amenaza para el aumento de la población a nivel mundial. El estrés salino es una de las tensiones abióticas más significativas, afectando al 20% de la producción de cultivos en todo el mundo. El humo derivado de las plantas (PDS) ha sido reportado como un producto vegetal biológicamente activo en estimular la germinación de semillas, el crecimiento de plántulas y las características fisiológicas de los cultivos en condiciones de estrés abiótico. Sin embargo, los estudios que muestran cómo el PDS alivia el estrés salino son en su mayoría desconocidos. Aquí, informamos sobre el mecanismo molecular de cómo el PDS podría aliviar el estrés salino en el trigo. Inicialmente, el PDS a 2000 ppm mejoró la germinación de semillas, la longitud de raíces/brotes y el peso fresco de las plántulas. Sin embargo, el PDS a 1000 y 500 ppm no mostró ningún efecto significativo. El estrés salino a 150 y 200 mM redujo significativamente la tasa de germinación de semillas, la longitud de raíces/brotes y el peso fresco de las plántulas de trigo. Interesantemente, la suplementación con PDS a una concentración de 2000 ppm fue suficiente para restaurar la germinación de semillas bajo condiciones de estrés salino. Además, el PDS mejoró la longitud de raíces/brotes y la biomasa de las plántulas bajo 150 y 200 mM de estrés salino, lo que sugiere que el PDS es un producto vegetal potente, capaz de aliviar el estrés abiótico en los cultivos. En comparación con el control, las plántulas tratadas con PDS mostraron un aumento en la actividad de importantes enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa, la peroxidasa y la ascorbato peroxidasa bajo estrés salino, lo que resultó en niveles reducidos de peróxido de hidrógeno y peroxidación lipídica, mostrando que el PDS posiblemente puede ayudar en la amelioración del estrés salino al regular la homeostasis redox. Es importante destacar que el estrés salino alteró la expresión de genes marcadores de germinación, como , , (efectores positivos de germinación) y (efectores negativos de germinación), sugiriendo el papel potencial del PDS en la vía de germinación bajo estrés salino. Además, el PDS moduló los niveles de transcripción de varios genes sensibles al estrés salino, incluyendo , y . En conclusión, este estudio proporciona una base molecular y fisiológica para elucidar el mecanismo de cómo el PDS funciona en la inducción de estrés en el trigo, así como demuestra la importancia del PDS en las prácticas agrícolas, sentando las bases para futuras investigaciones sobre el papel del PDS en la amelioración de tensiones abióticas en diversas plantas.