Published October 27, 2023 | Version v1
Publication Open

Organic amendments improve salinity-induced osmotic and oxidative stress tolerance in Okra (Abelmoschus esculentus (L.)Moench)

Creators

  • 1. Lahore College for Women University
  • 2. University of the Punjab
  • 3. Princess Nourah bint Abdulrahman University
  • 4. McGill University
  • 5. University of Agriculture in Krakow
  • 6. Columbia University Irving Medical Center

Description

Abstract Aims Salinity adversely affects okra [ Abelmoschus esculentus (L.) Moench] plants by inducing osmotic and oxidative stresses. This study was designed to enhance salinity-induced osmotic and oxidative stress tolerance in okra plants by applying organic amendments. Methods The effects of different organic amendments (municipal solid waste compost, farmyard manure (FYM) and press mud) on osmotic potential, water use efficiency, activities of antioxidant enzymes, total soluble sugar, total soluble proline, total soluble protein and malondialdehyde (MDA) contents of okra plants grown under saline conditions (50 mM sodium chloride) were evaluated in a pot experiment. The organic amendments were applied each at the rate of 5% and 10% per pot or in various combinations (compost + FYM, FYM + press mud and compost + press mud each at the rate of 2.5% and 5% per pot). Results As compared to control, high total soluble sugar (60.41), total soluble proline (33.88%) and MDA (51%) contents and increased activities of antioxidant enzymes [superoxide dismutase (83.54%), catalase (78.61%), peroxidase (53.57%] in salinity-stressed okra plants, were indicative of oxidative stress. Salinity significantly reduced the osmotic potential (41.78%) and water use efficiency (4.75%) of okra plants compared to control. Under saline conditions, 5% (farmyard manure + press mud) was the most effective treatment, which significantly improved osmotic potential (27.05%), total soluble sugar (4.20%), total soluble protein (73.62%) and total soluble proline (23.20%) contents and superoxide dismutase activity (32.41%), compared to saline soil. Application of 2.5% (FYM + press mud), 5% press mud, and 10% compost significantly reduced MDA content (27%) and improved activities of catalase (38.64%) and peroxidase (48.29%), respectively, compared to saline soil, thus facilitated to alleviate oxidative stress in okra plants. Conclusions Using organic amendments (municipal solid waste compost, farmyard manure and press mud) was a cost-effective approach to improve salinity-induced osmotic and oxidative stress tolerance in okra plants.

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

Translated Description (Arabic)

تؤثر ملوحة الأهداف المجردة سلبًا على نباتات البامية [ Abelmoschus esculentus (L.) Moench] عن طريق إحداث ضغوط تناضحية وأكسدة. تم تصميم هذه الدراسة لتعزيز تحمل الإجهاد التناضحي والأكسدة الناجم عن الملوحة في نباتات البامية من خلال تطبيق التعديلات العضوية. الطرق تم تقييم آثار التعديلات العضوية المختلفة (سماد النفايات الصلبة البلدية، سماد المزارع (FYM) والطين المضغوط) على الإمكانات التناضحية، وكفاءة استخدام المياه، وأنشطة الإنزيمات المضادة للأكسدة، والسكر الكلي القابل للذوبان، والبرولين الكلي القابل للذوبان، والبروتين الكلي القابل للذوبان ومحتويات malondialdehyde (MDA) لنباتات البامية المزروعة في ظل الظروف المالحة (50 مم كلوريد الصوديوم) في تجربة وعاء. تم تطبيق التعديلات العضوية بمعدل 5 ٪ و 10 ٪ لكل وعاء أو في مجموعات مختلفة (سماد + FYM، FYM + طين مكبس وسماد + طين مكبس بمعدل 2.5 ٪ و 5 ٪ لكل وعاء). النتائج مقارنة بالسيطرة، كان ارتفاع إجمالي السكر القابل للذوبان (60.41)، وإجمالي محتوى البرولين القابل للذوبان (33.88 ٪) و MDA (51 ٪) وزيادة أنشطة الإنزيمات المضادة للأكسدة [ديسموتاز الفائق الأكسيد (83.54 ٪)، الكاتالاز (78.61 ٪)، البيروكسيداز (53.57 ٪) في نباتات البامية المجهدة بالملوحة، مؤشرًا على الإجهاد التأكسدي. قللت الملوحة بشكل كبير من الجهد التناضحي (41.78 ٪) وكفاءة استخدام المياه (4.75 ٪) لنباتات البامية مقارنة بالتحكم. في ظل الظروف المالحة، كان 5 ٪ (سماد المزرعة + طين الضغط) هو العلاج الأكثر فعالية، مما أدى إلى تحسن كبير في الإمكانات الاسموزية (27.05 ٪)، وإجمالي السكر القابل للذوبان (4.20 ٪)، وإجمالي البروتين القابل للذوبان (73.62 ٪) وإجمالي محتوى البرولين القابل للذوبان (23.20 ٪) ونشاط ديسموتاز الأكسيد الفائق (32.41 ٪)، مقارنة بالتربة المالحة. تطبيق 2.5 ٪ (FYM + طين مكبس)، 5 ٪ طين مكبس، و 10 ٪ سماد يقلل بشكل كبير من محتوى MDA (27 ٪) وتحسين أنشطة الكاتالاز (38.64 ٪) والبيروكسيداز (48.29 ٪)، على التوالي، مقارنة بالتربة المالحة، وبالتالي يسهل تخفيف الإجهاد التأكسدي في نباتات البامية. الاستنتاجات كان استخدام التعديلات العضوية (السماد العضوي للنفايات الصلبة البلدية والسماد الطبيعي في المزارع والطين المضغوط) نهجًا فعالًا من حيث التكلفة لتحسين تحمل الإجهاد التناضحي والأكسدة الناجم عن الملوحة في نباتات البامية.

Translated Description (French)

Résumé Objectifs La salinité affecte négativement les plantes de gombo [ Abelmoschus esculentus (L.) Moench] en induisant des stress osmotiques et oxydatifs. Cette étude a été conçue pour améliorer la tolérance au stress osmotique et oxydatif induit par la salinité chez les plantes de gombo en appliquant des amendements organiques. Méthodes Les effets de différents amendements organiques (compost de déchets solides municipaux, fumier de ferme (FYM) et boue de pressage) sur le potentiel osmotique, l'efficacité de l'utilisation de l'eau, les activités des enzymes antioxydantes, le sucre soluble total, la proline soluble totale, les protéines solubles totales et les teneurs en malondialdéhyde (MDA) des plantes de gombo cultivées dans des conditions salines (50 mM de chlorure de sodium) ont été évalués dans une expérience en pot. Les amendements organiques ont été appliqués chacun à raison de 5% et 10% par pot ou en différentes combinaisons (compost + FYM, FYM + boue de pressage et compost + boue de pressage chacun à raison de 2,5% et 5% par pot). Résultats Par rapport au témoin, les teneurs élevées en sucre soluble total (60,41), en proline soluble totale (33,88 %) et en MDA (51 %) et les activités accrues des enzymes antioxydantes [superoxyde dismutase (83,54 %), catalase (78,61 %), peroxydase (53,57 %) dans les plantes de gombo stressées par la salinité, étaient indicatives du stress oxydatif. La salinité a considérablement réduit le potentiel osmotique (41,78 %) et l'efficacité de l'utilisation de l'eau (4,75 %) des plants de gombo par rapport au témoin. Dans des conditions salines, 5 % (fumier de ferme + boue de pressage) ont été le traitement le plus efficace, ce qui a considérablement amélioré le potentiel osmotique (27,05 %), le sucre soluble total (4,20 %), les protéines solubles totales (73,62 %) et les teneurs en proline soluble totale (23,20 %) et l'activité de la superoxyde dismutase (32,41 %), par rapport au sol salin. L'application de 2,5 % (FYM + boue de presse), 5 % de boue de presse et 10 % de compost a considérablement réduit la teneur en MDA (27 %) et amélioré les activités de la catalase (38,64 %) et de la peroxydase (48,29 %), respectivement, par rapport au sol salin, facilitant ainsi l'atténuation du stress oxydatif chez les plants de gombo. Conclusions L'utilisation d'amendements organiques (compost de déchets solides municipaux, fumier de ferme et boue de pressage) était une approche rentable pour améliorer la tolérance au stress osmotique et oxydatif induit par la salinité dans les plants de gombo.

Translated Description (Spanish)

Resumen Objetivos La salinidad afecta negativamente a las plantas de okra [ Abelmoschus esculentus (L.) Moench] al inducir estrés osmótico y oxidativo. Este estudio fue diseñado para mejorar la tolerancia al estrés osmótico y oxidativo inducido por la salinidad en plantas de okra mediante la aplicación de enmiendas orgánicas. Métodos Los efectos de diferentes enmiendas orgánicas (compost de residuos sólidos municipales, estiércol de corral (FYM) y lodo de prensa) sobre el potencial osmótico, la eficiencia del uso del agua, las actividades de las enzimas antioxidantes, el azúcar soluble total, la prolina soluble total, la proteína soluble total y el contenido de malondialdehído (MDA) de las plantas de okra cultivadas en condiciones salinas (cloruro de sodio 50 mM) se evaluaron en un experimento en maceta. Las enmiendas orgánicas se aplicaron cada una a razón de 5% y 10% por maceta o en varias combinaciones (compost + FYM, FYM + lodo de prensa y compost + lodo de prensa cada una a razón de 2.5% y 5% por maceta). Resultados En comparación con el control, el alto contenido de azúcar soluble total (60.41), prolina soluble total (33.88%) y MDA (51%) y el aumento de las actividades de las enzimas antioxidantes [superóxido dismutasa (83.54%), catalasa (78.61%), peroxidasa (53.57%] en plantas de quimbombó estresadas por salinidad, fueron indicativos de estrés oxidativo. La salinidad redujo significativamente el potencial osmótico (41.78%) y la eficiencia en el uso del agua (4.75%) de las plantas de okra en comparación con el control. En condiciones salinas, el 5% (estiércol de corral + lodo de prensa) fue el tratamiento más eficaz, que mejoró significativamente el potencial osmótico (27,05%), el azúcar soluble total (4,20%), la proteína soluble total (73,62%) y el contenido de prolina soluble total (23,20%) y la actividad de la superóxido dismutasa (32,41%), en comparación con el suelo salino. La aplicación de 2.5% (FYM + lodo de prensa), 5% de lodo de prensa y 10% de compost redujo significativamente el contenido de MDA (27%) y mejoró las actividades de catalasa (38.64%) y peroxidasa (48.29%), respectivamente, en comparación con el suelo salino, lo que facilitó aliviar el estrés oxidativo en las plantas de okra. Conclusiones El uso de enmiendas orgánicas (compost de residuos sólidos municipales, estiércol de corral y lodo de prensa) fue un enfoque rentable para mejorar la tolerancia al estrés osmótico y oxidativo inducido por la salinidad en las plantas de okra.

Files

s12870-023-04527-x.pdf

Files (2.5 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
md5:8b42bdfead171c5441a12f53c234f5e4
2.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تعمل التعديلات العضوية على تحسين تحمل الإجهاد التناضحي والأكسدة الناجم عن الملوحة في البامية (Abelmoschus esculentus (L.)Moench)
Translated title (French)
Les amendements organiques améliorent la tolérance au stress osmotique et oxydatif induit par la salinité chez le gombo (Abelmoschus esculentus (L.)Moench)
Translated title (Spanish)
Las enmiendas orgánicas mejoran la tolerancia al estrés osmótico y oxidativo inducido por la salinidad en Okra (Abelmoschus esculentus (L.)Moench)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4387973959
DOI
10.1186/s12870-023-04527-x

Is supplement to
https://openalex.org/W4313206658 (Other)
https://openalex.org/W4287898576 (Other)
https://openalex.org/W4251708305 (Other)
https://openalex.org/W4248289674 (Other)
https://openalex.org/W3093948742 (Other)
https://openalex.org/W3088677980 (Other)
https://openalex.org/W2470839658 (Other)
https://openalex.org/W2322228710 (Other)
https://openalex.org/W2019280836 (Other)
https://openalex.org/W1565399277 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1004858510
  • https://openalex.org/W1775749144
  • https://openalex.org/W1951051411
  • https://openalex.org/W1968834637
  • https://openalex.org/W1982637456
  • https://openalex.org/W1986509867
  • https://openalex.org/W1988872132
  • https://openalex.org/W2005974160
  • https://openalex.org/W2009432571
  • https://openalex.org/W2020668411
  • https://openalex.org/W2028823348
  • https://openalex.org/W2031634680
  • https://openalex.org/W2045666653
  • https://openalex.org/W2048044244
  • https://openalex.org/W2090414487
  • https://openalex.org/W2097070429
  • https://openalex.org/W2101422765
  • https://openalex.org/W2144576057
  • https://openalex.org/W2281998595
  • https://openalex.org/W2289843765
  • https://openalex.org/W2341069492
  • https://openalex.org/W2415633194
  • https://openalex.org/W2513915453
  • https://openalex.org/W2571498579
  • https://openalex.org/W2746217162
  • https://openalex.org/W2752656855
  • https://openalex.org/W2766847818
  • https://openalex.org/W2778331177
  • https://openalex.org/W2784963478
  • https://openalex.org/W2793423531
  • https://openalex.org/W2913435474
  • https://openalex.org/W2914824624
  • https://openalex.org/W2936080113
  • https://openalex.org/W2969600797
  • https://openalex.org/W2990167354
  • https://openalex.org/W2997955000
  • https://openalex.org/W3001150242
  • https://openalex.org/W3001646645
  • https://openalex.org/W3006346544
  • https://openalex.org/W3006522053
  • https://openalex.org/W3034780394
  • https://openalex.org/W3048265522
  • https://openalex.org/W3103404145
  • https://openalex.org/W3112310486
  • https://openalex.org/W3123254815
  • https://openalex.org/W3133750854
  • https://openalex.org/W3151567674
  • https://openalex.org/W3158825870
  • https://openalex.org/W3170951801
  • https://openalex.org/W3185112757
  • https://openalex.org/W3194254073
  • https://openalex.org/W3198594250
  • https://openalex.org/W4214696542
  • https://openalex.org/W4220902635
  • https://openalex.org/W4280573719
  • https://openalex.org/W4297516042
  • https://openalex.org/W4308152856
  • https://openalex.org/W4386378515
  • https://openalex.org/W986910715