Published April 11, 2024 | Version v1
Publication Open

Exploring the synergistic effects of indole acetic acid (IAA) and compost in the phytostabilization of nickel (Ni) in cauliflower rhizosphere

Creators

  • 1. University of Agriculture Faisalabad
  • 2. Pakistan Agricultural Research Council
  • 3. Islamia University of Bahawalpur
  • 4. Hunan University
  • 5. South China Botanical Garden
  • 6. Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem
  • 7. King Saud University

Description

Abstract Heavy metals (HMs) contamination, owing to their potential links to various chronic diseases, poses a global threat to agriculture, environment, and human health. Nickel (Ni) is an essential element however, at higher concentration, it is highly phytotoxic, and affects major plant functions. Beneficial roles of plant growth regulators (PGRs) and organic amendments in mitigating the adverse impacts of HM on plant growth has gained the attention of scientific community worldwide. Here, we performed a greenhouse study to investigate the effect of indole-3-acetic acid (IAA @ 10 − 5 M) and compost (1% w/w) individually and in combination in sustaining cauliflower growth and yield under Ni stress. In our results, combined application proved significantly better than individual applications in alleviating the adverse effects of Ni on cauliflower as it increased various plant attributes such as plant height (49%), root length (76%), curd height and diameter (68 and 134%), leaf area (75%), transpiration rate (36%), stomatal conductance (104%), water use efficiency (143%), flavonoid and phenolic contents (212 and 133%), soluble sugars and protein contents (202 and 199%), SPAD value (78%), chlorophyll 'a and b' (219 and 208%), carotenoid (335%), and NPK uptake (191, 79 and 92%) as compared to the control. Co-application of IAA and compost reduced Ni-induced electrolyte leakage (64%) and improved the antioxidant activities, including APX (55%), CAT (30%), SOD (43%), POD (55%), while reducing MDA and H 2 O 2 contents (77 and 52%) compared to the control. The combined application also reduced Ni uptake in roots, shoots, and curd by 51, 78 and 72% respectively along with an increased relative production index (78%) as compared to the control. Hence, synergistic application of IAA and compost can mitigate Ni induced adverse impacts on cauliflower growth by immobilizing it in the soil.

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

Translated Description (Arabic)

يشكل تلوث المعادن الثقيلة (HMs)، بسبب صلاتها المحتملة بالأمراض المزمنة المختلفة، تهديدًا عالميًا للزراعة والبيئة وصحة الإنسان. النيكل (Ni) هو عنصر أساسي ومع ذلك، بتركيز أعلى، فهو سام للنباتات للغاية، ويؤثر على وظائف النبات الرئيسية. اكتسبت الأدوار المفيدة لمنظمي نمو النبات (PGRs) والتعديلات العضوية في التخفيف من الآثار السلبية لصاحب الجلالة على نمو النبات اهتمام المجتمع العلمي في جميع أنحاء العالم. هنا، أجرينا دراسة دفيئة للتحقيق في تأثير حمض الإندول-3 -أسيتيك (IAA @ 10 − 5 M) والسماد (1 ٪ وزن/وزن) بشكل فردي وفي تركيبة في الحفاظ على نمو القرنبيط والعائد تحت ضغط Ni. في نتائجنا، أثبت التطبيق المشترك أنه أفضل بكثير من التطبيقات الفردية في التخفيف من الآثار الضارة للنيكل على القرنبيط لأنه زاد من سمات النبات المختلفة مثل ارتفاع النبات (49 ٪)، وطول الجذر (76 ٪)، وارتفاع اللبن الرائب وقطره (68 و 134 ٪)، ومنطقة الأوراق (75 ٪)، ومعدل النتح (36 ٪)، والتوصيل الفموي (104 ٪)، وكفاءة استخدام المياه (143 ٪)، ومحتويات الفلافونويد والفينول (212 و 133 ٪)، والسكريات القابلة للذوبان ومحتويات البروتين (202 و 199 ٪)، وقيمة SPAD (78 ٪)، والكلوروفيل 'a و b' (219 و 208 ٪)، والكاروتينويد (335 ٪)، وامتصاص NPK (191 و 79 و 92 ٪) مقارنة بالتحكم. أدى التطبيق المشترك لـ IAA والسماد إلى تقليل تسرب الإلكتروليت الناجم عن النيكل (64 ٪) وتحسين أنشطة مضادات الأكسدة، بما في ذلك APX (55 ٪)، CAT (30 ٪)، SOD (43 ٪)، POD (55 ٪)، مع تقليل محتويات MDA و H 2 O 2 (77 و 52 ٪) مقارنة بالمكافحة. كما قلل التطبيق المشترك من امتصاص النيكل في الجذور والبراعم والخثارة بنسبة 51 و 78 و 72 ٪ على التوالي جنبًا إلى جنب مع زيادة مؤشر الإنتاج النسبي (78 ٪) مقارنة بالتحكم. وبالتالي، فإن التطبيق التآزري لـ IAA والسماد يمكن أن يخفف من الآثار الضارة الناجمة عن Ni على نمو القرنبيط عن طريق تثبيته في التربة.

Translated Description (French)

Résumé La contamination par les métaux lourds, en raison de leurs liens potentiels avec diverses maladies chroniques, constitue une menace mondiale pour l'agriculture, l'environnement et la santé humaine. Le nickel (Ni) est un élément essentiel, cependant, à une concentration plus élevée, il est hautement phytotoxique et affecte les principales fonctions des plantes. Les rôles bénéfiques des régulateurs de croissance des plantes (PGR) et des amendements organiques dans l'atténuation des impacts négatifs de la méthamphétamine sur la croissance des plantes ont attiré l'attention de la communauté scientifique du monde entier. Ici, nous avons réalisé une étude en serre pour étudier l'effet de l'acide indole-3-acétique (IAA @ 10 − 5 M) et du compost (1% p/p) individuellement et en combinaison dans le maintien de la croissance et du rendement du chou-fleur sous stress Ni. Dans nos résultats, l'application combinée s'est avérée significativement meilleure que les applications individuelles pour atténuer les effets indésirables du Ni sur le chou-fleur, car elle a augmenté divers attributs de la plante tels que la hauteur de la plante (49 %), la longueur des racines (76 %), la hauteur et le diamètre du caillé (68 et 134 %), la surface foliaire (75 %), le taux de transpiration (36 %), la conductance stomatique (104 %), l'efficacité de l'utilisation de l'eau (143 %), les teneurs en flavonoïdes et en phénols (212 et 133 %), les teneurs en sucres solubles et en protéines (202 et 199 %), la valeur SPAD (78 %), la chlorophylle 'a et b' (219 et 208 %), les caroténoïdes (335 %) et l'absorption de NPK (191, 79 et 92 %) par rapport au témoin. La co-application d'IAA et de compost a réduit les fuites d'électrolytes induits par le Ni (64 %) et amélioré les activités antioxydantes, notamment l'APX (55 %), le CAT (30 %), le SOD (43 %), le POD (55 %), tout en réduisant les teneurs en MDA et en H 2 O 2 (77 et 52 %) par rapport au témoin. L'application combinée a également réduit l'absorption de Ni dans les racines, les pousses et le caillé de 51, 78 et 72% respectivement, ainsi qu'une augmentation de l'indice de production relative (78%) par rapport au témoin. Par conséquent, l'application synergique de l'IAA et du compost peut atténuer les impacts négatifs induits par le Ni sur la croissance du chou-fleur en l'immobilisant dans le sol.

Translated Description (Spanish)

Resumen La contaminación por metales pesados (HM), debido a sus posibles vínculos con diversas enfermedades crónicas, representa una amenaza global para la agricultura, el medio ambiente y la salud humana. El níquel (Ni) es un elemento esencial, sin embargo, a mayor concentración, es altamente fitotóxico y afecta a las principales funciones de las plantas. Los roles beneficiosos de los reguladores del crecimiento vegetal (PGR) y las enmiendas orgánicas en la mitigación de los impactos adversos de HM en el crecimiento vegetal han ganado la atención de la comunidad científica en todo el mundo. Aquí, realizamos un estudio de invernadero para investigar el efecto del ácido indol-3-acético (IAA @ 10 − 5 M) y el compost (1% p/p) individualmente y en combinación para mantener el crecimiento y el rendimiento de la coliflor bajo estrés de Ni. En nuestros resultados, la aplicación combinada demostró ser significativamente mejor que las aplicaciones individuales para aliviar los efectos adversos del Ni en la coliflor, ya que aumentó varios atributos de la planta como la altura de la planta (49%), la longitud de la raíz (76%), la altura y el diámetro de la cuajada (68 y 134%), el área de la hoja (75%), la tasa de transpiración (36%), la conductancia estomática (104%), la eficiencia del uso del agua (143%), el contenido de flavonoides y fenólicos (212 y 133%), los azúcares solubles y el contenido de proteínas (202 y 199%), el valor de SPAD (78%), la clorofila 'a y b' (219 y 208%), el carotenoide (335%) y la absorción de NPK (191, 79 y 92%) en comparación con el control. La aplicación conjunta de IAA y compost redujo la fuga de electrolitos inducida por Ni (64%) y mejoró las actividades antioxidantes, incluyendo APX (55%), CAT (30%), SOD (43%), POD (55%), mientras que redujo los contenidos de MDA y H 2 O 2 (77 y 52%) en comparación con el control. La aplicación combinada también redujo la absorción de Ni en raíces, brotes y cuajada en un 51, 78 y 72% respectivamente, junto con un mayor índice de producción relativa (78%) en comparación con el control. Por lo tanto, la aplicación sinérgica de IAA y compost puede mitigar los impactos adversos inducidos por Ni en el crecimiento de la coliflor al inmovilizarla en el suelo.

Files

s12870-024-04920-0.pdf

Files (8.1 MB)

⚠️ 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
md5:3fc69c455f04161b663c0d2509a9a105
8.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استكشاف الآثار التآزرية لحمض الإندول الخل (IAA) والسماد العضوي في التثبيت النباتي للنيكل (Ni) في جذمور القرنبيط
Translated title (French)
Explorer les effets synergiques de l'acide indole acétique (IAA) et du compost dans la phytostabilisation du nickel (Ni) dans la rhizosphère du chou-fleur
Translated title (Spanish)
Explorando los efectos sinérgicos del ácido indolacético (IAA) y el compost en la fitoestabilización del níquel (Ni) en la rizosfera de la coliflor

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4394725601
DOI
10.1186/s12870-024-04920-0

Is supplement to
https://openalex.org/W4312311831 (Other)
https://openalex.org/W2802775126 (Other)
https://openalex.org/W2507777765 (Other)
https://openalex.org/W2369234026 (Other)
https://openalex.org/W2354431528 (Other)
https://openalex.org/W2352340891 (Other)
https://openalex.org/W2158334164 (Other)
https://openalex.org/W2104823949 (Other)
https://openalex.org/W2006383267 (Other)
https://openalex.org/W1743194206 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1542870356
  • https://openalex.org/W191793640
  • https://openalex.org/W1974907033
  • https://openalex.org/W1984161447
  • https://openalex.org/W1999263434
  • https://openalex.org/W1999528132
  • https://openalex.org/W2014453458
  • https://openalex.org/W2028823348
  • https://openalex.org/W2053267259
  • https://openalex.org/W2061337194
  • https://openalex.org/W2080562919
  • https://openalex.org/W2101422765
  • https://openalex.org/W2111444582
  • https://openalex.org/W2117425351
  • https://openalex.org/W2118938989
  • https://openalex.org/W2170073331
  • https://openalex.org/W2183727769
  • https://openalex.org/W2261537439
  • https://openalex.org/W2518177086
  • https://openalex.org/W2804029095
  • https://openalex.org/W2895373779
  • https://openalex.org/W2911963219
  • https://openalex.org/W2919629449
  • https://openalex.org/W2949328682
  • https://openalex.org/W2976883575
  • https://openalex.org/W2996203044
  • https://openalex.org/W3014733671
  • https://openalex.org/W3016259897
  • https://openalex.org/W3047440963
  • https://openalex.org/W3114554794
  • https://openalex.org/W3146432422
  • https://openalex.org/W3202232960
  • https://openalex.org/W3211084741
  • https://openalex.org/W4220985060
  • https://openalex.org/W4223429989
  • https://openalex.org/W4224140021
  • https://openalex.org/W4280621050
  • https://openalex.org/W4280638897
  • https://openalex.org/W4281570771
  • https://openalex.org/W4281621067
  • https://openalex.org/W4289731774
  • https://openalex.org/W4290659259
  • https://openalex.org/W4292823791
  • https://openalex.org/W4296741071
  • https://openalex.org/W4296955232
  • https://openalex.org/W4307799298
  • https://openalex.org/W4310121792
  • https://openalex.org/W4316041482
  • https://openalex.org/W4317423763
  • https://openalex.org/W4318191041
  • https://openalex.org/W4319843820
  • https://openalex.org/W4323307114
  • https://openalex.org/W4323438490
  • https://openalex.org/W4324149243
  • https://openalex.org/W4360954912
  • https://openalex.org/W4361217458
  • https://openalex.org/W4381248561
  • https://openalex.org/W4382463087
  • https://openalex.org/W4382726410
  • https://openalex.org/W4385341939
  • https://openalex.org/W4385751394
  • https://openalex.org/W4386057100
  • https://openalex.org/W4387663046
  • https://openalex.org/W4392682513
  • https://openalex.org/W4392851072