Published March 2, 2021 | Version v1
Publication Open

Glycine-betaine induced salinity tolerance in maize by regulating the physiological attributes, antioxidant defense system and ionic homeostasis

Creators

  • 1. University of Faisalabad
  • 2. University of Agriculture Faisalabad
  • 3. King Saud University
  • 4. Menoufia University
  • 5. Taif University
  • 6. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
  • 7. Jeddah University

Description

The plants are exposed to different abiotic stresses, including the salinity stress (SS) that negatively affect the growth, metabolism, physiological and biochemical processes. Thus, this study investigated the effect of diverse levels of foliar-applied GB (0 control, 50 mM and 100 mM) on maize growth, membrane stability, physiological and biochemical attributes, antioxidant enzymes and nutrients accumulation under different levels of SS (i.e., control, 6 dS m-1, 12 dS m-1). Salt stress diminished the root and shoot length, root and shoot biomass, chlorophyll contents, photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (gs), relative water contents (RWC), soluble proteins (SP) and free amino acids; (FAA); and increased activities of antioxidant enzymes, electrical conductivity (EC) and accumulation of malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide (H2O2), Na+ and Cl− ions. GB application significantly increased root and shoot growth, leaves per plant, shoots length, chlorophyll contents, gs, Pn and membrane stability by reducing MDA and H2O2 accumulation. Moreover, GB also increased the SP, FAA accumulation, activities of antioxidant enzymes and Na+ and Cl- exclusion by favouring Ca2+ and K+ accumulation. In conclusion, the foliar-applied GB increased Pn, gs, ant-oxidants activities, and accumulation of SP and FAA; and reduced the accretion of Na+ and Cl− by favouring the Ca2+ and K+ accretion which in turns improved growth under SS.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تتعرض النباتات لضغوط لاأحيائية مختلفة، بما في ذلك إجهاد الملوحة (SS) الذي يؤثر سلبًا على النمو والتمثيل الغذائي والعمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية. وهكذا، بحثت هذه الدراسة في تأثير المستويات المتنوعة من GB المطبق على الأوراق (0 عنصر تحكم، 50 ملليمتر و 100 ملليمتر) على نمو الذرة، واستقرار الغشاء، والسمات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية، والإنزيمات المضادة للأكسدة وتراكم العناصر الغذائية تحت مستويات مختلفة من SS (أي عنصر تحكم، 6 dS m -1، 12 dS m -1). قلل إجهاد الملح من طول الجذر والبراعم، والكتلة الحيوية للجذر والبراعم، ومحتويات الكلوروفيل، ومعدل التمثيل الضوئي (Pn)، والتوصيل الفموي (gs)، ومحتويات الماء النسبية (RWC)، والبروتينات القابلة للذوبان (SP) والأحماض الأمينية الحرة ؛ (FAA) ؛ وزيادة أنشطة الإنزيمات المضادة للأكسدة، والموصلية الكهربائية (EC) وتراكم المالونديالديهايد (MDA)، وبيروكسيد الهيدروجين (H2O2)، و Na+ و Cl− ions. أدى تطبيق GB إلى زيادة نمو الجذر والبراعم بشكل كبير، والأوراق لكل نبات، وطول البراعم، ومحتويات الكلوروفيل، والجرام، واستقرار الغشاء عن طريق تقليل تراكم MDA و H2O2. علاوة على ذلك، زاد GB أيضًا من SP، وتراكم FAA، وأنشطة الإنزيمات المضادة للأكسدة واستبعاد Na+ و Cl - من خلال تفضيل تراكم Ca2 + و K+. في الختام، زاد GB المطبق على الأوراق من Pn و gs وأنشطة مضادات الأكسدة وتراكم SP و FAA ؛ وقلل من تراكم Na+ و Cl- من خلال تفضيل تراكم Ca2 + و K+ الذي أدى بدوره إلى تحسين النمو تحت SS.

Translated Description (French)

Les plantes sont exposées à différents stress abiotiques, y compris le stress de salinité (SS) qui affecte négativement la croissance, le métabolisme, les processus physiologiques et biochimiques. Ainsi, cette étude a étudié l'effet de divers niveaux de GB appliqué foliaire (0 contrôle, 50 mM et 100 mM) sur la croissance du maïs, la stabilité de la membrane, les attributs physiologiques et biochimiques, les enzymes antioxydantes et l'accumulation de nutriments sous différents niveaux de SS (c.-à-d., contrôle, 6 dS m-1, 12 dS m-1). Le stress salin a diminué la longueur des racines et des pousses, la biomasse des racines et des pousses, la teneur en chlorophylle, le taux de photosynthèse (Pn), la conductance stomatique (gs), la teneur relative en eau (RWC), les protéines solubles (SP) et les acides aminés libres (FAA) ; et a augmenté les activités des enzymes antioxydantes, la conductivité électrique (EC) et l'accumulation de malondialdéhyde (MDA), de peroxyde d'hydrogène (H2O2), d'ions Na+ et Cl−. L'application de GB a considérablement augmenté la croissance des racines et des pousses, les feuilles par plante, la longueur des pousses, la teneur en chlorophylle, la gs, le Pn et la stabilité de la membrane en réduisant l'accumulation de MDA et de H2O2. De plus, le GB a également augmenté le SP, l'accumulation de FAA, les activités des enzymes antioxydantes et l'exclusion du Na+ et du Cl- en favorisant l'accumulation de Ca2+ et de K+. En conclusion, le GB appliqué foliaire a augmenté Pn, gs, les activités anti-oxydantes et l'accumulation de SP et FAA ; et a réduit l'accrétion de Na+ et Cl− en favorisant l'accrétion de Ca2+ et K+ qui à son tour a amélioré la croissance sous SS.

Translated Description (Spanish)

Las plantas están expuestas a diferentes estreses abióticos, incluido el estrés por salinidad (SS) que afectan negativamente el crecimiento, el metabolismo, los procesos fisiológicos y bioquímicos. Por lo tanto, este estudio investigó el efecto de diversos niveles de GB de aplicación foliar (0 control, 50 mM y 100 mM) sobre el crecimiento del maíz, la estabilidad de la membrana, los atributos fisiológicos y bioquímicos, las enzimas antioxidantes y la acumulación de nutrientes bajo diferentes niveles de SS (es decir, control, 6 dS m-1, 12 dS m-1). El estrés salino disminuyó la longitud de la raíz y los brotes, la biomasa de la raíz y los brotes, el contenido de clorofila, la tasa fotosintética (Pn), la conductancia estomática (gs), el contenido relativo de agua (RWC), las proteínas solubles (SP) y los aminoácidos libres; (FAA); y el aumento de las actividades de las enzimas antioxidantes, la conductividad eléctrica (EC) y la acumulación de malondialdehído (MDA), peróxido de hidrógeno (H2O2), iones Na+ y Cl-. La aplicación de GB aumentó significativamente el crecimiento de raíces y brotes, hojas por planta, longitud de los brotes, contenido de clorofila, gs, Pn y estabilidad de la membrana al reducir la acumulación de MDA y H2O2. Además, el GB también aumentó la SP, la acumulación de FAA, las actividades de las enzimas antioxidantes y la exclusión de Na+ y Cl- al favorecer la acumulación de Ca2+ y K+. En conclusión, el GB de aplicación foliar aumentó las actividades de Pn, gs, antioxidantes y la acumulación de SP y FAA; y redujo la acumulación de Na+ y Cl− al favorecer la acumulación de Ca2+ y K+, que a su vez mejoró el crecimiento bajo SS.

Files

9125.pdf

Files (544.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:947e8c544356403f4d430eb004ca9711
544.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تسبب الجلايسين- البيتين في تحمل الملوحة في الذرة من خلال تنظيم السمات الفسيولوجية ونظام الدفاع المضاد للأكسدة والتوازن الأيوني
Translated title (French)
Tolérance à la salinité induite par la glycine-bétaïne chez le maïs en régulant les attributs physiologiques, le système de défense antioxydant et l'homéostasie ionique
Translated title (Spanish)
La glicina-betaína indujo tolerancia a la salinidad en el maíz mediante la regulación de los atributos fisiológicos, el sistema de defensa antioxidante y la homeostasis iónica

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3151567674
DOI
10.15835/nbha49112248

Is supplement to
https://openalex.org/W3106606995 (Other)
https://openalex.org/W2380274290 (Other)
https://openalex.org/W2354671918 (Other)
https://openalex.org/W2107651627 (Other)
https://openalex.org/W2070446839 (Other)
https://openalex.org/W2066852536 (Other)
https://openalex.org/W1989921636 (Other)
https://openalex.org/W1985406232 (Other)
https://openalex.org/W1972406220 (Other)
https://openalex.org/W1970263429 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W116253160
  • https://openalex.org/W1724633004
  • https://openalex.org/W191793640
  • https://openalex.org/W1920771913
  • https://openalex.org/W1970702176
  • https://openalex.org/W1985224247
  • https://openalex.org/W1989323095
  • https://openalex.org/W2002807853
  • https://openalex.org/W2006818146
  • https://openalex.org/W2006831854
  • https://openalex.org/W2015216759
  • https://openalex.org/W2017278038
  • https://openalex.org/W2025805515
  • https://openalex.org/W2032366184
  • https://openalex.org/W2049849729
  • https://openalex.org/W2061158554
  • https://openalex.org/W2064053092
  • https://openalex.org/W2079052196
  • https://openalex.org/W2082432845
  • https://openalex.org/W2082489799
  • https://openalex.org/W2082882940
  • https://openalex.org/W2083536701
  • https://openalex.org/W2095478872
  • https://openalex.org/W2095711455
  • https://openalex.org/W2101370560
  • https://openalex.org/W2111444582
  • https://openalex.org/W2114625619
  • https://openalex.org/W2128635872
  • https://openalex.org/W2132527497
  • https://openalex.org/W2134797397
  • https://openalex.org/W2138032440
  • https://openalex.org/W2139328007
  • https://openalex.org/W2148717014
  • https://openalex.org/W2154140763
  • https://openalex.org/W2157019884
  • https://openalex.org/W2161450708
  • https://openalex.org/W2165467064
  • https://openalex.org/W2170819728
  • https://openalex.org/W2277617883
  • https://openalex.org/W2293281412
  • https://openalex.org/W2482299318
  • https://openalex.org/W2515714173
  • https://openalex.org/W2556883186
  • https://openalex.org/W2593262156
  • https://openalex.org/W2744050828
  • https://openalex.org/W2770201449
  • https://openalex.org/W2800202009
  • https://openalex.org/W2804648738
  • https://openalex.org/W2810421110
  • https://openalex.org/W2908538813
  • https://openalex.org/W2938019195
  • https://openalex.org/W2942210458
  • https://openalex.org/W2946034423
  • https://openalex.org/W3000019011
  • https://openalex.org/W3009008331
  • https://openalex.org/W3042217775
  • https://openalex.org/W3106326577
  • https://openalex.org/W3110809073
  • https://openalex.org/W3117143643
  • https://openalex.org/W3125847321