AbstractSalt and alkali stress limi

Abstract
Salt and alkali stress limit crop growth and reduce agricultural productivity worldwide, which have led to increased interest in enhancing salt tolerance in crop plants. Sweet sorghum (Sorghum bicolor (Linn.) Moench) is a monocotyledonous crop species that shows greater tolerance to salt–alkali stress than most other crops, although the underlying mechanisms behind this tolerance remain unclear. Therefore, we investigated the effects of salt and alkali stresses on two sweet sorghum varieties M-81E, which is stress tolerant, and 314B, which is stress sensitive. Namely, we surveyed plant growth parameters, measured Na+ and K+ distributions at the level of the whole plant as well as in three specific tissues, and then determined the activities of H+-ATPase, H+-PPase and Na+/H+ exchange in root vacuole membranes under stress conditions. Following treatment of the seedlings for 3 days with salt or alkali solutions, the plant growth was inhibited and Na+ levels in the whole plant, leaves, sheath, and roots were increased in both genotypes. Under alkali stress, K+ levels in the whole plant, leaves, sheath, and roots were decreased in both genotypes. M-81E roots accumulated significantly higher levels of Na+ than leaves, whereas the opposite was true for 314B. Under salt stress, both the hydrolytic and proton-transporting activities of V-H+-ATPase were enhanced and Na+/H+ exchange activity was dramatically upregulated, whereas V-H+-PPase activity was decreased. M-81E showed a greater capacity to compartmentalize Na+ within root cell vacuoles and maintain higher levels of K+ uptake compared with 314B, resulting in higher K+/Na+ transport selectivity in this genotype. These results also demonstrated that H+-ATPase activity and ionic homeostasis (Na+/K+) were likely important contributors to the tolerance of saline-alkali stress and crucially important for understanding alkaline stress in both crops and wild plants.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อSalt and alkali stress limit crop growth and reduce agricultural productivity worldwide, which have led to increased interest in enhancing salt tolerance in crop plants. Sweet sorghum (Sorghum bicolor (Linn.) Moench) is a monocotyledonous crop species that shows greater tolerance to salt–alkali stress than most other crops, although the underlying mechanisms behind this tolerance remain unclear. Therefore, we investigated the effects of salt and alkali stresses on two sweet sorghum varieties M-81E, which is stress tolerant, and 314B, which is stress sensitive. Namely, we surveyed plant growth parameters, measured Na+ and K+ distributions at the level of the whole plant as well as in three specific tissues, and then determined the activities of H+-ATPase, H+-PPase and Na+/H+ exchange in root vacuole membranes under stress conditions. Following treatment of the seedlings for 3 days with salt or alkali solutions, the plant growth was inhibited and Na+ levels in the whole plant, leaves, sheath, and roots were increased in both genotypes. Under alkali stress, K+ levels in the whole plant, leaves, sheath, and roots were decreased in both genotypes. M-81E roots accumulated significantly higher levels of Na+ than leaves, whereas the opposite was true for 314B. Under salt stress, both the hydrolytic and proton-transporting activities of V-H+-ATPase were enhanced and Na+/H+ exchange activity was dramatically upregulated, whereas V-H+-PPase activity was decreased. M-81E showed a greater capacity to compartmentalize Na+ within root cell vacuoles and maintain higher levels of K+ uptake compared with 314B, resulting in higher K+/Na+ transport selectivity in this genotype. These results also demonstrated that H+-ATPase activity and ionic homeostasis (Na+/K+) were likely important contributors to the tolerance of saline-alkali stress and crucially important for understanding alkaline stress in both crops and wild plants.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อ
เกลือและความเครียดด่างการเจริญเติบโตของพืชขีด จำกัด และลดผลผลิตทางการเกษตรทั่วโลกซึ่งสามารถนำไปสู่การเพิ่มความสนใจในการเสริมสร้างความทนเค็มในการเพาะปลูกพืช ข้าวฟ่างหวาน (ข้าวฟ่างสี (Linn.) Moench) เป็นสายพันธุ์พืชใบเลี้ยงเดี่ยวที่แสดงให้เห็นความอดทนมากขึ้นเพื่อความเครียดเกลือด่างกว่าพืชอื่น ๆ ส่วนใหญ่แม้ว่ากลไกที่อยู่เบื้องหลังความอดทนนี้ยังไม่ชัดเจน ดังนั้นเราจึงตรวจสอบผลกระทบของความเครียดเกลือและด่างในสองสายพันธุ์ข้าวฟ่างหวาน M-81E ซึ่งเป็นความเครียดใจกว้างและ 314B ซึ่งเป็นความเครียดที่มีความสำคัญ คือเราสำรวจพารามิเตอร์เจริญเติบโตของพืช, วัดนา + และ K + กระจายในระดับของโรงงานทั้งหมดเช่นเดียวกับในสามเนื้อเยื่อที่เฉพาะเจาะจงและจากนั้นกำหนดกิจกรรมของ H + ATPase นา, H + -PPase และ Na + / H + แลกเปลี่ยนในเยื่อหุ้ม vacuole ราก ภายใต้เงื่อนไขความเครียด ต่อไปนี้การรักษาต้นกล้าเป็นเวลา 3 วันด้วยเกลือหรือสารละลายด่างเจริญเติบโตของพืชถูกยับยั้งและระดับ + นาในพืชทั้งใบเปลือกและรากเพิ่มขึ้นทั้งในยีน ภายใต้ความเครียดด่างระดับ K + ในพืชทั้งใบเปลือกและรากลดลงทั้งในยีน ราก M-81E สะสมระดับที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของนา + กว่าใบในขณะที่ตรงข้ามเป็นจริงสำหรับ 314B ภายใต้ความเครียดเกลือทั้งกิจกรรมการย่อยสลายและโปรตอนขนส่งของ V-H + ATPase นาได้รับการปรับปรุงและ Na + / H + กิจกรรมแลกเปลี่ยน upregulated อย่างมากในขณะที่ V-H + -PPase กิจกรรมลดลง M-81E พบว่ามีความจุมากขึ้นที่จะ compartmentalize + นาภายใน vacuoles เซลล์รากและรักษาระดับสูงของ K + การดูดซึมเมื่อเทียบกับ 314B ผลใน K สูง + / + นาขนส่งหัวกะทิในจีโนไทป์นี้ ผลการเหล่านี้ยังแสดงให้เห็นว่า H + ATPase นากิจกรรมและความสมดุลของไอออน (Na + / K +) มีแนวโน้มที่สำคัญที่จะร่วมสมทบความอดทนของความเครียดน้ำเกลืออัลคาไลและมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการทำความเข้าใจความเครียดด่างทั้งในพืชและพืชป่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทคัดย่อเกลือและด่าง ต่อการเจริญเติบโตของพืช และลดความเครียด จำกัดผลผลิตทางการเกษตรทั่วโลก ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มความสนใจในการเพิ่มความอดทนเกลือในพืชปลูก ข้าวฟ่างหวาน ( ข้าวฟ่าง ( Linn . ) 9 ) เป็นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวพืชชนิดที่แสดงความต้านทานต่อความเครียดมากขึ้นและเกลืออัลคาไลกว่าพืชอื่น ๆส่วนใหญ่ แม้ว่ากลไกเบื้องหลังความอดทนนี้ยังคงไม่ชัดเจน ดังนั้นเราจึงทำการศึกษาผลของเกลือและด่าง stresses บนสองสายพันธุ์ข้าวฟ่างหวาน m-81e ซึ่งเป็นความใจกว้าง และ 314b ซึ่งความเครียดที่ละเอียดอ่อน คือเราใช้พารามิเตอร์การเจริญเติบโตของพืช , วัดนา + และ K + การกระจายในระดับของโรงงานทั้งหมด รวมทั้งสามเนื้อเยื่อเฉพาะ และกำหนดกิจกรรมของ H + - ATPase , H + - ppase และ Na + / H + ตราในเยื่อหุ้มรากเซลล์ภายใต้สภาวะความเครียด ต่อไปนี้การรักษาของต้นกล้า เป็นเวลา 3 วัน กับเกลือหรือสารละลายอัลคาไลน์ , การเจริญเติบโตของพืชมีผลยับยั้งและ Na + ในระดับของพืช ทั้งใบ ปลอก และรากเพิ่มขึ้นทั้งในพันธุ์ . ภายใต้ความเครียดและ K + ในระดับของพืช ทั้งใบและฝักรากลดลงทั้งในพันธุ์ . รากสะสม m-81e สูงกว่าระดับ Na + กว่าใบ แต่ตรงข้ามเป็นความจริงสำหรับ 314b ภายใต้เค็มทั้งคุณภาพ และ โปรตอนการขนส่งกิจกรรม v-h + - ATPase ได้ปรับปรุง และ นา + / H + upregulated กิจกรรมแลกเปลี่ยนอย่างมาก ในขณะที่ v-h + - กิจกรรม ppase ลดลง m-81e มีความจุมากขึ้นเพื่อจัดแบ่ง na + ภายในแวคิวโอลเซลล์รากผม และรักษาระดับที่สูงขึ้นของ K + K เมื่อเปรียบเทียบกับ 314b ซึ่งสูงกว่า K + / Na + การขนส่งทางพันธุกรรมนี้ ผลลัพธ์เหล่านี้ยังแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมและสมดุลไอออน H + - ATPase ( Na + / K + ) มีแนวโน้มที่สำคัญผู้ให้ความอดทนของดินเค็มด่างความเครียดและที่สำคัญเข้าใจความเครียดด่างทั้งในพืช และพืชพรรณธรรมชาติ