Published May 1, 2021 | Version v1
Publication Metadata-only

Anatomical adaptations and ionic homeostasis in aquatic halophyte Cyperus laevigatus L. Under high salinities

Creators

  • 1. University of Education
  • 2. University of Okara
  • 3. Huazhong Agricultural University
  • 4. University of Agriculture Faisalabad
  • 5. Government College University, Faisalabad
  • 6. Austral University of Chile
  • 7. COMSATS University Islamabad
  • 8. King Saud University

Description

Salinity is extremely hazardous to agriculture worldwide and its expanding constantly. Soil of almost 100 countries facing salinity problem including Pakistan. Cyperus laevigatus also act as salinity indicator species is a naturally adapted halophyte dispersed in subtropical regions of world. Six populations of C. laevigatus were collected from different saline habitats to evaluate adaptations regarding anatomical and physiological characteristics. C. laevigatus is perfectly adapted to harsh environmental conditions like dry barren soils, saline lakes, hyper-saline wetlands and salt marshes. Ecological success of this species is due to plasticity in physiological and anatomical characteristics to adapt variable environmental conditions. C. laevigatus is a halophyte, exhibited increased biomass production in moderately saline habitat. Higher uptake of K+ occurs to compensate the uptake of Na+ ion contents, a striking feature of salt-tolerant and halophytic species. Accumulation of osmoprotectants like proline, free amino acids, soluble sugar and protein contribute significantly to osmotic adjustment. Stem thickness enhanced as salinity level of habitat increased to store water in parenchymatous tissues under physiological drought. Intensive sclerification in root cortex provide mechanical strength to plant as well as prevent the radial leakage of water. Well-developed aerenchyma, increased vascular bundle area, broader vessels, small and dense stomata are critical to cope with environmental hazards. Population of Jahlar lake showing maximum biomass production indicate that this species grows better in moderate salinities. Therefore, this species will prove very useful for revegetation of salt affected rangeland and prairies by direct growth of such halophytic ecotypes.

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

Translated Description (Arabic)

الملوحة خطرة للغاية على الزراعة في جميع أنحاء العالم وتتوسع باستمرار. تربة ما يقرب من 100 دولة تواجه مشكلة الملوحة بما في ذلك باكستان. يعمل Cyperus laevigatus أيضًا كنوع مؤشر الملوحة هو نبات ملحي متكيف بشكل طبيعي منتشر في المناطق شبه الاستوائية من العالم. تم جمع ست مجموعات من C. laevigatus من موائل ملحية مختلفة لتقييم التكيفات فيما يتعلق بالخصائص التشريحية والفسيولوجية. تتكيف C. laevigatus تمامًا مع الظروف البيئية القاسية مثل التربة القاحلة الجافة والبحيرات المالحة والأراضي الرطبة شديدة الملوحة والمستنقعات المالحة. يرجع النجاح البيئي لهذا النوع إلى اللدونة في الخصائص الفسيولوجية والتشريحية للتكيف مع الظروف البيئية المتغيرة. C. laevigatus هو نبات ملحي، أظهر زيادة في إنتاج الكتلة الحيوية في الموائل المالحة المعتدلة. يحدث امتصاص أعلى لـ K+ لتعويض امتصاص محتويات Na+ ion، وهي سمة لافتة للنظر للأنواع المتحملة للملوحة والملحية. يساهم تراكم المواد الواقية من التناضح مثل البرولين والأحماض الأمينية الحرة والسكر القابل للذوبان والبروتين بشكل كبير في التكيف التناضحي. تعزز سمك الجذع مع زيادة مستوى ملوحة الموائل لتخزين المياه في الأنسجة المتنية تحت الجفاف الفسيولوجي. يوفر التصلب المكثف في قشرة الجذر قوة ميكانيكية للنبات بالإضافة إلى منع التسرب الشعاعي للمياه. يعد عدم انتظام الأوعية الدموية المتطور بشكل جيد، وزيادة مساحة الحزمة الوعائية، والأوعية الأوسع، والفوهات الصغيرة والكثيفة أمرًا بالغ الأهمية للتعامل مع المخاطر البيئية. يشير عدد سكان بحيرة الجهلار الذين يظهرون أقصى إنتاج للكتلة الحيوية إلى أن هذا النوع ينمو بشكل أفضل في الملوحة المعتدلة. لذلك، سيثبت هذا النوع أنه مفيد جدًا لإعادة الغطاء النباتي للمراعي والبراري المتأثرة بالملح من خلال النمو المباشر لمثل هذه الأنماط البيئية الملحية.

Translated Description (French)

La salinité est extrêmement dangereuse pour l'agriculture dans le monde entier et son expansion est constante. Sols de près de 100 pays confrontés à un problème de salinité, dont le Pakistan. Cyperus laevigatus agit également comme espèce indicatrice de salinité est un halophyte naturellement adapté dispersé dans les régions subtropicales du monde. Six populations de C. laevigatus ont été recueillies dans différents habitats salins pour évaluer les adaptations concernant les caractéristiques anatomiques et physiologiques. C. laevigatus est parfaitement adapté aux conditions environnementales difficiles telles que les sols arides et secs, les lacs salins, les zones humides hyper-salines et les marais salés. Le succès écologique de cette espèce est dû à la plasticité des caractéristiques physiologiques et anatomiques pour adapter des conditions environnementales variables. C. laevigatus est un halophyte, dont la production de biomasse a augmenté dans un habitat modérément salin. Une absorption plus élevée de K+ se produit pour compenser l'absorption des teneurs en ions Na+, une caractéristique frappante des espèces tolérantes au sel et halophytes. L'accumulation d'osmoprotecteurs comme la proline, d'acides aminés libres, de sucre soluble et de protéines contribue de manière significative à l'ajustement osmotique. L'épaisseur de la tige augmente à mesure que le niveau de salinité de l'habitat augmente pour stocker l'eau dans les tissus parenchymateux en cas de sécheresse physiologique. La sclérification intensive du cortex racinaire confère une résistance mécanique à la plante et empêche les fuites radiales d'eau. Aérenchyme bien développé, augmentation de la surface du faisceau vasculaire, vaisseaux plus larges, stomates petits et denses sont essentiels pour faire face aux dangers environnementaux. La population du lac Jahlar montrant une production maximale de biomasse indique que cette espèce pousse mieux dans des salinités modérées. Par conséquent, cette espèce se révélera très utile pour la végétalisation des pâturages et des prairies affectés par le sel par la croissance directe de tels écotypes halophytiques.

Translated Description (Spanish)

La salinidad es extremadamente peligrosa para la agricultura en todo el mundo y se está expandiendo constantemente. Suelo de casi 100 países que enfrentan problemas de salinidad, incluido Pakistán. Cyperus laevigatus también actúa como especie indicadora de salinidad es una halófita naturalmente adaptada dispersa en regiones subtropicales del mundo. Se recolectaron seis poblaciones de C. laevigatus de diferentes hábitats salinos para evaluar las adaptaciones con respecto a las características anatómicas y fisiológicas. C. laevigatus se adapta perfectamente a las duras condiciones ambientales como suelos áridos secos, lagos salinos, humedales hipersalinos y marismas. El éxito ecológico de esta especie se debe a la plasticidad en las características fisiológicas y anatómicas para adaptarse a condiciones ambientales variables. C. laevigatus es un halófito, exhibió una mayor producción de biomasa en un hábitat moderadamente salino. Se produce una mayor absorción de K+ para compensar la absorción de los contenidos de iones Na+, una característica sorprendente de las especies tolerantes a la sal y halofíticas. La acumulación de osmoprotectores como prolina, aminoácidos libres, azúcar soluble y proteínas contribuye significativamente al ajuste osmótico. El grosor del tallo mejoró a medida que aumentaba el nivel de salinidad del hábitat para almacenar agua en los tejidos parenquimatosos bajo sequía fisiológica. La esclerificación intensiva en la corteza radicular proporciona resistencia mecánica a la planta y evita la fuga radial de agua. El aerénquima bien desarrollado, el aumento del área del haz vascular, los vasos más anchos y los estomas pequeños y densos son fundamentales para hacer frente a los peligros ambientales. La población del lago Jahlar que muestra la máxima producción de biomasa indica que esta especie crece mejor en salinidades moderadas. Por lo tanto, esta especie resultará muy útil para la revegetación de pastizales y praderas afectadas por la sal por el crecimiento directo de tales ecotipos halófitos.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التكيفات التشريحية والتوازن الأيوني في النباتات الملحية المائية Cyperus laevigatus L. تحت ملوحة عالية
Translated title (French)
Adaptations anatomiques et homéostasie ionique chez l'halophyte aquatique Cyperus laevigatus L. Sous des salinités élevées
Translated title (Spanish)
Adaptaciones anatómicas y homeostasis iónica en el halófito acuático Cyperus laevigatus L. Bajo altas salinidades

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3139091805
DOI
10.1016/j.sjbs.2021.03.002

Is supplement to
https://openalex.org/W3193651007 (Other)
https://openalex.org/W3184598285 (Other)
https://openalex.org/W3128771343 (Other)
https://openalex.org/W2363206980 (Other)
https://openalex.org/W2152503384 (Other)
https://openalex.org/W2108211805 (Other)
https://openalex.org/W2045446188 (Other)
https://openalex.org/W2022541891 (Other)
https://openalex.org/W2003577477 (Other)
https://openalex.org/W134881192 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1549037565
  • https://openalex.org/W1775749144
  • https://openalex.org/W1964560809
  • https://openalex.org/W1993144137
  • https://openalex.org/W2018849617
  • https://openalex.org/W2028823348
  • https://openalex.org/W2030625477
  • https://openalex.org/W2035770268
  • https://openalex.org/W2135572188
  • https://openalex.org/W2182578928
  • https://openalex.org/W2223923809
  • https://openalex.org/W2258647781
  • https://openalex.org/W2468632547
  • https://openalex.org/W2557660156
  • https://openalex.org/W2559107004
  • https://openalex.org/W2606138623
  • https://openalex.org/W2761385496
  • https://openalex.org/W2782802837
  • https://openalex.org/W2793853832
  • https://openalex.org/W2800139988
  • https://openalex.org/W2810970094
  • https://openalex.org/W2886036843
  • https://openalex.org/W2920279566
  • https://openalex.org/W2936897842
  • https://openalex.org/W2965183537
  • https://openalex.org/W2981524172
  • https://openalex.org/W2982822437
  • https://openalex.org/W2983790680
  • https://openalex.org/W2997719778
  • https://openalex.org/W2997955000
  • https://openalex.org/W2998088762
  • https://openalex.org/W3002058799
  • https://openalex.org/W3006674086
  • https://openalex.org/W3011312188
  • https://openalex.org/W3022323820
  • https://openalex.org/W3033917917
  • https://openalex.org/W3034348523
  • https://openalex.org/W3035910140
  • https://openalex.org/W3043928208
  • https://openalex.org/W3046639516
  • https://openalex.org/W3048407685
  • https://openalex.org/W3082458057
  • https://openalex.org/W3093269787
  • https://openalex.org/W3097957464
  • https://openalex.org/W3098386457
  • https://openalex.org/W3106691061
  • https://openalex.org/W3110953145
  • https://openalex.org/W3117107520
  • https://openalex.org/W4285719527
  • https://openalex.org/W82367109