Η επίδραση των ενώσεων ασκορβικού οξέος, μελατονίνης, πυριτίου, ρεσβερατρόλης και α-τοκοφερόλης στην αντοχή στην αλατότητα των εσπεριδοειδών (Citrus sp.):
Creators: name: Κωστοπούλου, Ζαχαρούλα Λ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Αλατότητα
Αντιοξειδωτικές ενώσεις
Εσπεριδοειδή
Πυρίτιο
Antioxidant compounds
Citrus
Salanity
Silicon

description: Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης ασκορβικού οξέος, μελατονίνης, πυριτίου, ρεσβερατρόλης και α-τοκοφερόλης στην αντοχή στην αλατότητα των εσπεριδοειδών. Διαπιστώθηκε ότι το Citrumelo ήταν καταλληλότερο υποκείμενο από τη νεραντζιά για φυτά μανταρινιάς ‘Nova’ που αναπτύσσονταν υπό 80 mM NaCl αφού διατήρησε τα τοξικά ιόντα στις ρίζες και τα ξηρά βάρη των ιστών του αμετάβλητα ενώ παρουσίασε καλύτερη θρεπτική κατάσταση. Οι μεταβολές των δράσεων της υπεροξειδάσης (POD), σουπεροξειδικής δισμουτάσης (SOD) και ιδιαίτερα της πολυφαινολικής οξειδάσης (PPO) ήταν συγκεκριμένες ανά ιστό. Η προσθήκη 0,50 mΜ Si στο αλατούχο διάλυμα παρόλο που αύξησε το ξηρό βάρος των ριζών του Citrumelo και την συγκέντρωση φαινολών στα φύλλα μανταρινιάς, ανεξαρτήτως υποκειμένου, προώθησε την συσσώρευση των τοξικών ιόντων και δεν αποκατέστησε τις βλάβες από NaCl σε φωτοσυνθετικό ρυθμό, συγκέντρωση χλωροφύλλης, υδατανθράκων και προλίνης σε φύλλα και ρίζες, υποδεικνύοντας ότι το Si δεν είχε θετική επίδραση στην αύξηση της αντοχής στην αλατότητα εμβολιασμένων εσπεριδοειδών. Η προσθήκη Ασκ (0,50 mΜ), Μελ (1 μΜ) ή Ασκ+Μελ στο αλατούχο διάλυμα μείωσε τις βλάβες (εκροή ηλεκτρολυτών, λιπιδική υπεροξείδωση μεμβρανών, καταστροφή χρωστικών) που προήλθαν από καταπόνηση με 100 mΜ NaCl στα φύλλα σποροφύτων νεραντζιάς. Επίσης, ο συνδυασμός Ασκ+Μελ μείωσε την συσσώρευση Cl- στα φύλλα. Η παρουσία Ασκ και/ή Μελ ρύθμισε διαφορετικά την συγκέντρωση υδατανθράκων, προλίνης, φαινολών, ολικού ασκορβικού οξέος, γλουταθειόνης, την ολική αντιοξειδωτική ικανότητα των ιστών καθώς και τις δράσεις της SOD, ασκορβικής υπεροξειδάσης (APX), POD, αναγωγάσης της γλουταθειόνης (GR) και PPO σε σύγκριση με την μεταχείριση μόνο με NaCl. Τα φυτά που υποβλήθηκαν στις χημικές μεταχειρίσεις και ειδικά σε Ασκ+Μελ ρύθμισαν την έκφραση CaMIPS, CaSLAH1 και CaMYB73 στα φύλλα και τις ρίζες, υποδεικνύοντας ότι ο μεταβολισμός των σακχάρων και η ομοιόσταση των ιόντων ενεργοποιήθηκαν από το Ασκ και την Μελ. Τα παραπάνω αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η ενεργοποίηση μεταβολικών μονοπατιών από τον συνδυασμό Ασκ και Μελ σχετίζεται με προσαρμογή των σποροφύτων νεραντζιάς στην αλατότητα. H προσθήκη Ρεσ (100 μΜ), α-Τοκ (0,50 mΜ) και Ρεσ + α-Τοκ σε διάλυμα 100 mΜ NaCl μείωσε την διαπερατότητα και λιπιδική υπεροξείδωση των μεμβρανών καθώς και την καταστροφή χρωστικών σε σύγκριση με το μεμονωμένο NaCl. Επιπρόσθετα, ο συνδυασμός Ρεσ και α-Τοκ προκάλεσε μείωση H2O2 στα φύλλα νεραντζιάς και αποκατέστησε τον ρυθμό φωτοσύνθεσης. Η προσθήκη Ρεσ διατήρησε το Cl- στις ρίζες, ενώ ο συνδυασμός Ρεσ και α-Τοκ μείωσε την μεταφορά Na+ και Cl- στα φύλλα και τους βλαστούς. Οι υδατάνθρακες, η προλίνη, οι φαινόλες, το ολικό ασκορβικό οξύ και η γλουταθειόνη επηρεάστηκαν από όλες τις μεταχειρίσεις στα φύλλα και τις ρίζες των σποροφύτων νεραντζιάς. Η προσθήκη NaCl αύξησε την δράση της SOD, APX, POD, GR και PPO στα φύλλα, ενώ μείωσε την δράση της SOD και POD στις ρίζες. Η παρουσία Ρεσ, α-Τοκ και Ρεσ + α-Τοκ παρουσίασε εξειδικευμένη ανά ιστό ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση των αντιοξειδωτικών ενζύμων. Η έκφραση των CaMIPS, CaICln1 και CaMYB73, υποδεικνύει ότι η προσαρμογή στην αλατότητα σποροφύτων νεραντζιάς με Ρεσ ή/και α-Τοκ οφείλεται στην ιοντική και όχι στην οσμωτική ρύθμιση. Συνοπτικά, αναδείχτηκε ένας καινούργιος λειτουργικός ρόλος της ρεσβερατρόλης στα φυτά και ότι ο συνδυασμός ρεσβερατρόλης και α-τοκοφερόλης εμπλέκεται στον εγκλιματισμό εσπεριδοειδών στην αλατότητα.
description: The aim of the present study was to investigate the effect of ascorbic acid, melatonin, silicon, resveratrol and a-tocopherol on salt adaptation of Citrus plants. It appears that Citrumelo was a more adaptable rootstock than Sour Orange for ‘Nova’ mandarin plants grown under 80 mM NaCl as evidenced by the distribution of toxic ions (retain them in roots), growth reduction and better nutrient status. Enzymatic antioxidants were modified in a tissue-specific manner in grafted plants exposed to salinity treatments as illustrated by the changes in peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD) and particularly, polyphenol oxidase (PPO) activities. Although silicon supplementation (0.50 mΜ Si) into the saline medium increased the dry weight of Citrumelo roots and phenols accumulation in mandarin leaves irrespective of the rootstock, promoted the accumulation of toxic ions whereas it did not modified the NaCl-derived damages on photosynthetic rate, chlorophyll degradation, carbohydrates and proline level in leaves and roots indicated that Si is not a modulation factor in salt-stressed grafted citrus plants. The exogenous application of AsA (0.50 mΜ), Mel (1 μΜ) and their combination (AsA+Mel) to 100 mM NaCl solution decreased NaCl-induced damages (electrolyte leakage, lipid peroxidation, pigments degradation) in Citrus aurantium L. leaves. Also, leaves exposed to combined AsA+Mel treatment displayed lower Cl- accumulation. Treatments with AsA and/or Mel modulated differently carbohydrates, proline, phenols, glutathione and the total antioxidant power of tissues as well as the activities of SOD, ascorbate peroxidase (APX), POD, glutathione reductase (GR) and PPO compared to NaCl alone treatment. Exposure of leaves and roots to chemical treatments and especially to AsA+Mel application was able to regulate CaMIPS, CaSLAH1 and CaMYB73 expression, indicating that sugar metabolism and ion homeostasis were triggered by AsA and Mel. These results provide evidence that the activation of the metabolic pathways associated with combined AsA and Mel application are linked with salt adaptation in citrus plants. The exogenous application of Res (100 μΜ), α-Toc (0.50 mΜ) and their combination (Res+α-Toc) in saline medium (100 mΜ NaCl) reduced NaCl-derived membrane permeability, lipid peroxidation and pigments degradation, whereas companied Res and α-Toc application also reduced H2O2 accumulation in Citrus aurantium L. leaves and restored the reduction of photosynthesis induced by NaCl. Application of Res under salinity retained Cl- in roots while Res+α-Toc reduced the translocation of Na+ and Cl- to leaves. Carbohydrates, proline, phenols, total ascorbic acid and glutathione were affected by NaCl as well as by chemical treatments in leaves and roots of citrus. NaCl treatment increased SOD, APX, POD, GR, PPO in leaves while it decreased SOD and POD in roots. Also, Res, α-Toc or Res+α-Toc treatments displayed tissue specific activation or deactivation of the antioxidant enzymes. Gene expression study of CaMIPS, CaICln1 and CaMYB73 suggest that the Res and/or α-Toc-derived salt adaptation of citrus were due to the regulation of ion homeostasis rather than osmotic adjustment. Overall, this work revealed a new functional role of Res in plants and provided evidence that the interplay between Res and α-Toc is involved in salinity adaptation of citrus plants.