Published April 16, 2021 | Version v1
Publication Open

Sodium nitroprusside application improves morphological and physiological attributes of soybean (Glycine max L.) under salinity stress

Creators

  • 1. COMSATS University Islamabad
  • 2. Zhejiang University
  • 3. Bahauddin Zakariya University
  • 4. King Khalid University
  • 5. Imam Mohammad ibn Saud Islamic University

Description

Salinity is among the major abiotic stresses negatively affecting the growth and productivity of crop plants. Sodium nitroprusside (SNP) -an external nitric oxide (NO) donor- has been found effective to impart salinity tolerance to plants. Soybean (Glycine max L.) is widely cultivated around the world; however, salinity stress hampers its growth and productivity. Therefore, the current study evaluated the role of SNP in improving morphological, physiological and biochemical attributes of soybean under salinity stress. Data relating to biomass, chlorophyll and malondialdehyde (MDA) contents, activities of various antioxidant enzymes, ion content and ultrastructural analysis were collected. The SNP application ameliorated the negative effects of salinity stress to significant extent by regulating antioxidant mechanism. Root and shoot length, fresh and dry weight, chlorophyll contents, activities of various antioxidant enzymes, i.e., catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and ascorbate peroxidase (APX) were improved with SNP application under salinity stress compared to control treatment. Similarly, plants treated with SNP observed less damage to cell organelles of roots and leaves under salinity stress. The results revealed pivotal functions of SNP in salinity tolerance of soybean, including cell wall repair, sequestration of sodium ion in the vacuole and maintenance of normal chloroplasts with no swelling of thylakoids. Minor distortions of cell membrane and large number of starch grains indicates an increase in the photosynthetic activity. Therefore, SNP can be used as a regulator to improve the salinity tolerance of soybean in salt affected soils.

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

Translated Description (Arabic)

تعد الملوحة من بين الضغوط اللاأحيائية الرئيسية التي تؤثر سلبًا على نمو وإنتاجية نباتات المحاصيل. تم العثور على نيتروبروسيد الصوديوم (SNP) - وهو مانح خارجي لأكسيد النيتريك (NO) - فعال في إضفاء تحمل الملوحة على النباتات. يزرع فول الصويا (Glycine max L.) على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم ؛ ومع ذلك، فإن إجهاد الملوحة يعيق نموه وإنتاجيته. لذلك، قيمت الدراسة الحالية دور SNP في تحسين السمات المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية لفول الصويا تحت ضغط الملوحة. تم جمع البيانات المتعلقة بمحتويات الكتلة الحيوية والكلوروفيل والمالونديالديهايد (MDA) وأنشطة مختلف الإنزيمات المضادة للأكسدة ومحتوى الأيونات والتحليل البنيوي الفائق. خفف تطبيق SNP من الآثار السلبية لإجهاد الملوحة إلى حد كبير من خلال تنظيم آلية مضادات الأكسدة. تم تحسين طول الجذر والبراعم، والوزن الطازج والجاف، ومحتويات الكلوروفيل، وأنشطة مختلف الإنزيمات المضادة للأكسدة، أي الكاتالاز (CAT)، وفوق أكسيد ديسموتاز (SOD)، وبيروكسيداز (POD) وبيروكسيداز الأسكوربات (APX) مع تطبيق SNP تحت ضغط الملوحة مقارنة بمعالجة التحكم. وبالمثل، لاحظت النباتات المعالجة بـ SNP ضررًا أقل لعضيات الخلايا من الجذور والأوراق تحت ضغط الملوحة. كشفت النتائج عن وظائف محورية لـ SNP في تحمل ملوحة فول الصويا، بما في ذلك إصلاح جدار الخلية، وعزل أيون الصوديوم في الفجوة وصيانة البلاستيدات الخضراء الطبيعية مع عدم وجود تورم في الثايلاكويدات. تشير التشوهات الطفيفة في غشاء الخلية والعدد الكبير من حبيبات النشا إلى زيادة في نشاط التمثيل الضوئي. لذلك، يمكن استخدام SNP كمنظم لتحسين تحمل ملوحة فول الصويا في التربة المتضررة من الملح.

Translated Description (French)

La salinité fait partie des principaux stress abiotiques affectant négativement la croissance et la productivité des plantes cultivées. Le nitroprussiate de sodium (SNP) - un donneur externe d'oxyde nitrique (NO) - s'est avéré efficace pour conférer une tolérance à la salinité aux plantes. Le soja (Glycine max L.) est largement cultivé dans le monde entier ; cependant, le stress salin entrave sa croissance et sa productivité. Par conséquent, la présente étude a évalué le rôle du SNP dans l'amélioration des attributs morphologiques, physiologiques et biochimiques du soja sous stress salin. Des données relatives à la biomasse, à la chlorophylle et au malondialdéhyde (MDA), aux activités de diverses enzymes antioxydantes, à la teneur en ions et à l'analyse ultrastructurale ont été collectées. L'application de SNP a considérablement amélioré les effets négatifs du stress salin en régulant le mécanisme antioxydant. La longueur des racines et des pousses, le poids frais et sec, la teneur en chlorophylle, les activités de diverses enzymes antioxydantes, à savoir la catalase (CAT), la superoxyde dismutase (SOD), la peroxydase (POD) et l'ascorbate peroxydase (APX) ont été améliorés avec l'application de SNP sous stress de salinité par rapport au traitement témoin. De même, les plantes traitées avec SNP ont observé moins de dommages aux organites cellulaires des racines et des feuilles sous stress de salinité. Les résultats ont révélé des fonctions pivots du SNP dans la tolérance à la salinité du soja, y compris la réparation de la paroi cellulaire, la séquestration de l'ion sodium dans la vacuole et le maintien des chloroplastes normaux sans gonflement des thylakoïdes. Des distorsions mineures de la membrane cellulaire et un grand nombre de grains d'amidon indiquent une augmentation de l'activité photosynthétique. Par conséquent, le SNP peut être utilisé comme régulateur pour améliorer la tolérance à la salinité du soja dans les sols affectés par le sel.

Translated Description (Spanish)

La salinidad se encuentra entre las principales tensiones abióticas que afectan negativamente al crecimiento y la productividad de las plantas de cultivo. Se ha encontrado que el nitroprusiato de sodio (SNP), un donante externo de óxido nítrico (NO), es eficaz para impartir tolerancia a la salinidad a las plantas. La soja (Glycine max L.) se cultiva ampliamente en todo el mundo; sin embargo, el estrés por salinidad dificulta su crecimiento y productividad. Por lo tanto, el presente estudio evaluó el papel del SNP en la mejora de los atributos morfológicos, fisiológicos y bioquímicos de la soja bajo estrés por salinidad. Se recopilaron datos relacionados con los contenidos de biomasa, clorofila y malondialdehído (MDA), las actividades de varias enzimas antioxidantes, el contenido iónico y el análisis ultraestructural. La aplicación de SNP mejoró los efectos negativos del estrés por salinidad en gran medida mediante la regulación del mecanismo antioxidante. La longitud de la raíz y el brote, el peso fresco y seco, el contenido de clorofila, las actividades de varias enzimas antioxidantes, es decir, catalasa (CAT), superóxido dismutasa (SOD), peroxidasa (Pod) y ascorbato peroxidasa (APX) mejoraron con la aplicación de SNP bajo estrés por salinidad en comparación con el tratamiento de control. Del mismo modo, las plantas tratadas con SNP observaron menos daño a los orgánulos celulares de las raíces y las hojas bajo estrés por salinidad. Los resultados revelaron funciones fundamentales del SNP en la tolerancia a la salinidad de la soja, incluida la reparación de la pared celular, el secuestro de iones de sodio en la vacuola y el mantenimiento de los cloroplastos normales sin hinchazón de los tilacoides. Las distorsiones menores de la membrana celular y la gran cantidad de granos de almidón indican un aumento en la actividad fotosintética. Por lo tanto, el SNP se puede utilizar como regulador para mejorar la tolerancia a la salinidad de la soja en los suelos afectados por la sal.

Files

journal.pone.0248207&type=printable.pdf

Files (2.1 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:b06bac62bf4907161ddeb56091589d0b
2.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يحسن استخدام نيتروبروسيد الصوديوم الصفات المورفولوجية والفسيولوجية لفول الصويا (جلايسين ماكس إل) تحت ضغط الملوحة
Translated title (French)
L'application de nitroprussiate de sodium améliore les attributs morphologiques et physiologiques du soja (Glycine max L.) sous stress salin
Translated title (Spanish)
La aplicación de nitroprusiato de sodio mejora los atributos morfológicos y fisiológicos de la soja (Glycine max L.) bajo estrés por salinidad

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3154251597
DOI
10.1371/journal.pone.0248207

Is supplement to
https://openalex.org/W3199092416 (Other)
https://openalex.org/W2898634098 (Other)
https://openalex.org/W2587706352 (Other)
https://openalex.org/W2463906343 (Other)
https://openalex.org/W2388585099 (Other)
https://openalex.org/W2377359549 (Other)
https://openalex.org/W2155037817 (Other)
https://openalex.org/W2106305694 (Other)
https://openalex.org/W2062309417 (Other)
https://openalex.org/W1968792424 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1185232046
  • https://openalex.org/W1586596968
  • https://openalex.org/W1865040713
  • https://openalex.org/W1904220139
  • https://openalex.org/W1917713665
  • https://openalex.org/W1964710514
  • https://openalex.org/W1968771228
  • https://openalex.org/W1971301916
  • https://openalex.org/W1980896117
  • https://openalex.org/W1986868117
  • https://openalex.org/W1987280909
  • https://openalex.org/W1987468305
  • https://openalex.org/W1989435528
  • https://openalex.org/W2006812736
  • https://openalex.org/W2009432571
  • https://openalex.org/W2011020752
  • https://openalex.org/W2015318282
  • https://openalex.org/W2017086246
  • https://openalex.org/W2019523398
  • https://openalex.org/W2030271146
  • https://openalex.org/W2033856432
  • https://openalex.org/W2043832543
  • https://openalex.org/W2046746515
  • https://openalex.org/W2051049521
  • https://openalex.org/W2052157060
  • https://openalex.org/W2056713152
  • https://openalex.org/W2080290198
  • https://openalex.org/W2088792412
  • https://openalex.org/W2098308973
  • https://openalex.org/W2109006150
  • https://openalex.org/W212395842
  • https://openalex.org/W2126304675
  • https://openalex.org/W2130347667
  • https://openalex.org/W2130545717
  • https://openalex.org/W2158187542
  • https://openalex.org/W2172002964
  • https://openalex.org/W2202462142
  • https://openalex.org/W2248864989
  • https://openalex.org/W2263540242
  • https://openalex.org/W2315957830
  • https://openalex.org/W2344968438
  • https://openalex.org/W2358447927
  • https://openalex.org/W2379504109
  • https://openalex.org/W2499283817
  • https://openalex.org/W2516130492
  • https://openalex.org/W2522296777
  • https://openalex.org/W2559379467
  • https://openalex.org/W2560623633
  • https://openalex.org/W2592434620
  • https://openalex.org/W2599340839
  • https://openalex.org/W2604442728
  • https://openalex.org/W2604488978
  • https://openalex.org/W2605382824
  • https://openalex.org/W2607458463
  • https://openalex.org/W2620449103
  • https://openalex.org/W2757739731
  • https://openalex.org/W2797942085
  • https://openalex.org/W2808902930
  • https://openalex.org/W2886272660
  • https://openalex.org/W2889592450
  • https://openalex.org/W2995957053
  • https://openalex.org/W397226278