Effect of protatranes on the physiological parameters of spring wheat under chloride salinity conditions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In order to manage field crop production, reduce the negative impact of abiotic factors, and increase productivity and product quality, the modern agricultural industry uses chemical compounds analogous to endogenous phytohormones. Some of these substances are physiologically valuable due to their capability to improve the resistance of plants to adverse environmental factors. The increased interest in such preparations can be attributed to their low cost and effectiveness at low concentrations. The effect of a protatrane mixture (a, b, c) on changes in the physiological parameters (growth characteristics; water status) of spring wheat (Triticum aestivum L.) was studied at low concentrations (10−6 and 10−9 g/L) under chloride salinity conditions. The plants were grown under laboratory conditions in a CLF PlantClimatics chamber, in which untreated and chemically treated spring wheat seeds were evaluated for changes in morphological and physiological parameters under salt stress conditions (150 mM NaCl). The analysis of obtained data revealed that protatranes have a positive effect on the morphometric parameters and water status of plants under chloride salinity conditions. Thus, the examined substances decrease the inhibition of growth processes under chloride salinity conditions. The treatment of seeds with the studied substances increases the tissue water content while decreasing the osmotic potential drop in leaves and roots. Irrespective of the mix ratio, protatranes help to improve the plant water status and mitigate the negative effects of chloride salinity on plant growth.

About the authors

A. V. Pomortsev

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry SB RAS

Email: pomorcevanatolii@mail.ru

N. V. Dorofeev

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry SB RAS

Email: nikolay.v.dorofeev@gmail.com

S. N. Adamovich

A. E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry SB RAS

Email: mir@irioch.irk.ru

E. N. Oborina

A. E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry SB RAS

Email: oborina@irioch.irk.ru

References

  1. Munns R., Tester M. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Physiology. 2008;59:651-681. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911.
  2. Hussain S., Khalig A., Matloob A., Wahid M. A., Afzal I. Germination and growth response of three wheat cultivars to NaCl salinity. Soil Environment. 2013;32:36-43.
  3. Mustafa Z., Pervez M. A., Ayyub C. M., Matloob A., Khaliq A., Hussain S., et al. Morpho-physiological characterization of chilli genotypes under NaCl salinity. Soil Environment. 2014;33:133-141.
  4. Peleg Z., Blumwald E. Hormone balance and abiotic stress tolerance in crop plants. Current Opinion in Plant Biology. 2011;14(3):290-295. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2011.02.001.
  5. Gavelienė V., Novickienė L., Pakalniškytė L. Effect of auxin physiological analogues on rapeseed (Brassica napus) cold hardening, seed yield and quality. Journal of Plant Research. 2013;126:283-292. https://doi.org/10.1007/s10265-012-0525-3.
  6. Skirycz A., Inzé D. More from less: plant growth under limited water. Current Opinion in Biotechnology. 2010;21(2):197-203. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2010.03.002.
  7. Khan M. I. R., Khan N. A. Salicylic acid and jasmonates: approaches inabiotic stress tolerance. Journal of Plant Biochemistry and Physiology. 2013;1(4). 10.4172/2329-9029.1000e113' target='_blank'>https://doi: 10.4172/2329-9029.1000e113.
  8. Fatma M., Khan M. I. R., Masood A., Khan N. A. Coordinate changes in assimilatory sulphate reduction are correlated to salt tolerance: involvement of phytohormones. Annual Research & Review in Biology. 2013;3:267-295.
  9. Merkys A., Novickienė L., Darginavičienė J., Maksimov G. Advantages of auxin analogues of plant growth and productivity regulators. International Journal of Environment and Pollution. 2007;29(4):443-456.
  10. Mirskova A. N., Adamovich S. N., Mirskov R. G. Protatranes as effective biostimulators for agriculture, biotechnology, and microbiology. Chemistry for Sustainable Development. 2016;6:713-728.
  11. Adamovich S. N. New atranes and similar ionic complexes. Synthesis, structure, properties. Applied Organometallic Chemistry. 2019;33(7):e4940. https://doi.org/10.1002/aoc.4940.
  12. Adamovich S. N., Kondrashov E. V., Ushakov I. A., Shatokhina N. S., Oborina E. N., Vashchenko A. V., et al. Isoxazole derivatives of silatrane: synthesis, characterization, in silico ADME profile, prediction of potential pharmacological activity and evaluation of antimicrobial action. Applied Organometallic Chemistry. 2020;34(22):e5976. https://doi.org/10.1002/aoc.5976.
  13. Smart R. E., Bingham G. E. Rapid estimates of relative water content. Plant Physiology. 1974;53(2):258-260. 10.1104/pp.53.2.258' target='_blank'>https://doi: 10.1104/pp.53.2.258.
  14. Martìneza J.-P., Lutts S., Schanck A., Bajjia M., Kinet J.-M. Is osmotic adjustment required for water stress resistance in the mediterranean shrub Atriplex halimus L? Journal of Plant Physiology. 2004;161(9):1041-1051. 10.1016/j.jplph.2003.12.009' target='_blank'>https://doi: 10.1016/j.jplph.2003.12.009.
  15. Javid M. G., Sorooshzadeh A., Moradi F., Modarres Sanavy S. A. M., Allahdadi I. The role of phytohormones in alleviating salt stress in crop plants. Australian Journal of Crop Science. 2011;5(6):726-734.
  16. Zörb C., Geilfusb C.-M., Mühling K. H., Ludwig-Müllerc J. The influence of salt stress on ABA and auxin concentrations in two maize cultivars differing in salt resistance. Journal of Plant Physiology. 2013;170(2):220-224. 10.1016/j.jplph.2012.09.012' target='_blank'>http://doi: 10.1016/j.jplph.2012.09.012.
  17. Sastry E. V. D., Shekhawa K. S. Alleviatory effect of GA 3 on the effect of salt at seedling stage in wheat (Triticum aestivum). Indian Journal of Agricultural Research. 2001;35:226-231.
  18. Koyro H.-W. Effect of salinity on growth, photosynthesis, water relations and solute composition of the potential cash crop halophyte Plantago coronopus (L.). Environmental and Experimental Botany. 2006;56(2):136-146. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2005.02.001.
  19. Hasegawa P. M., Bressan R. A., Zhu J.-K., Bohnert H. J. Plant cellular and molecular responses to high salinity. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 2000;51:463-499. 10.1146/annurev.arplant.51.1.463' target='_blank'>https://doi: 10.1146/annurev.arplant.51.1.463.
  20. Qasim A., Habib A., Ashraf M. Influence of exogenously applied brassinosteroids on the mineral nutrient status of two wheat cultivars grown under saline conditions. Pakistan Journal of Botany. 2006;38(5):1621-1632.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».