La defensa antioxidante y la homeostasis iónica gobiernan la respuesta específica por etapas al estrés por salinidad en variedades de arroz contrastantes
Autores: Kumar, Vikash; Srivastava, Ashish K.; Sharma, Deepak; Pandey, Shailaja P.; Pandey, Manish; Dudwadkar, Ayushi; Parab, Harshala J.; Suprasanna, Penna; Das, Bikram K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La defensa antioxidante y la homeostasis iónica gobiernan la respuesta específica por etapas al estrés por salinidad en variedades de arroz contrastantes
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Estrés salino
Variedades de arroz
Tolerancia al estrés por NaCl
Antioxidantes enzimáticos/no enzimáticos
Osmólitos
Respuestas a la salinidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El estrés salino es uno de los estreses ambientales más severos que limita la productividad de los cultivos, incluido el arroz. Sin embargo, hay una falta de información sobre cómo varía la sensibilidad al estrés salino en las diferentes etapas de desarrollo del arroz. En vista de esto, se realizó una evaluación comparativa de variedades de arroz contrastantes CSR36 (tolerante a la sal) y Jaya (sensible a la sal), en la que se aplicó estrés por NaCl (50 mM) de manera independiente ya sea en la etapa de plántula (etapa S), macollamiento (etapa T), floración (etapa F), formación de semillas (etapa SS) o durante todo el crecimiento de la planta, desde la plántula hasta la madurez. Excepto en la etapa S, CSR36 mostró una mejor tolerancia al estrés por NaCl que Jaya en todas las demás etapas probadas. El análisis de componentes principales (PCA) reveló que la mejor tolerancia al estrés por NaCl en CSR36 coincidió con actividades/niveles mejorados de antioxidantes enzimáticos/no enzimáticos (peroxidasa de ascorbato en raíces para las etapas T (2.74 veces) y S+T (2.12 veces) y catalasa en raíces para las etapas F (5.22 veces), S+T (2.10 veces) y S+T+F (2.61 veces)) y una mayor acumulación de osmólitos (prolina en brotes para la etapa F (5.82 veces) y la etapa S+T+F (2.31 veces)), lo que indica una mejor capacidad antioxidante y ajuste osmótico, respectivamente. En contraste, una mayor acumulación de Na en brotes (14.25 veces) y el consiguiente aumento en la relación Na/K (14.56 veces), Na/Mg (13.09 veces) y Na/Ca (8.38 veces) en brotes, se identificaron como variables principales asociadas con la salinidad en la etapa S en Jaya. Una mayor cantidad de Na en raíces y su relación asociada fueron la fuerza impulsora principal para la salinidad específica de otras etapas y combinaciones de etapas en Jaya. Además, CSR36 mostró niveles más altos de Fe, Mn y Co y niveles más bajos de Cl y SO, lo que sugiere su potencial para discriminar entre nutrientes esenciales y no esenciales, lo que podría contribuir a la tolerancia al estrés por NaCl. En conjunto, los hallazgos proporcionaron un marco para las respuestas específicas de salinidad en el arroz, lo que facilitará los programas de mejora de cultivos para nichos ecológicos específicos, incluidas las regiones costeras.
Descripción
El estrés salino es uno de los estreses ambientales más severos que limita la productividad de los cultivos, incluido el arroz. Sin embargo, hay una falta de información sobre cómo varía la sensibilidad al estrés salino en las diferentes etapas de desarrollo del arroz. En vista de esto, se realizó una evaluación comparativa de variedades de arroz contrastantes CSR36 (tolerante a la sal) y Jaya (sensible a la sal), en la que se aplicó estrés por NaCl (50 mM) de manera independiente ya sea en la etapa de plántula (etapa S), macollamiento (etapa T), floración (etapa F), formación de semillas (etapa SS) o durante todo el crecimiento de la planta, desde la plántula hasta la madurez. Excepto en la etapa S, CSR36 mostró una mejor tolerancia al estrés por NaCl que Jaya en todas las demás etapas probadas. El análisis de componentes principales (PCA) reveló que la mejor tolerancia al estrés por NaCl en CSR36 coincidió con actividades/niveles mejorados de antioxidantes enzimáticos/no enzimáticos (peroxidasa de ascorbato en raíces para las etapas T (2.74 veces) y S+T (2.12 veces) y catalasa en raíces para las etapas F (5.22 veces), S+T (2.10 veces) y S+T+F (2.61 veces)) y una mayor acumulación de osmólitos (prolina en brotes para la etapa F (5.82 veces) y la etapa S+T+F (2.31 veces)), lo que indica una mejor capacidad antioxidante y ajuste osmótico, respectivamente. En contraste, una mayor acumulación de Na en brotes (14.25 veces) y el consiguiente aumento en la relación Na/K (14.56 veces), Na/Mg (13.09 veces) y Na/Ca (8.38 veces) en brotes, se identificaron como variables principales asociadas con la salinidad en la etapa S en Jaya. Una mayor cantidad de Na en raíces y su relación asociada fueron la fuerza impulsora principal para la salinidad específica de otras etapas y combinaciones de etapas en Jaya. Además, CSR36 mostró niveles más altos de Fe, Mn y Co y niveles más bajos de Cl y SO, lo que sugiere su potencial para discriminar entre nutrientes esenciales y no esenciales, lo que podría contribuir a la tolerancia al estrés por NaCl. En conjunto, los hallazgos proporcionaron un marco para las respuestas específicas de salinidad en el arroz, lo que facilitará los programas de mejora de cultivos para nichos ecológicos específicos, incluidas las regiones costeras.