Efecto del análogo de brasinoesteroide DI-31 en la germinación y crecimiento temprano de cultivares de Oryza sativa (Poaceae) bajo estrés salino
Palabras clave:
arroz, plántula, salinidad, semilla, vigorResumen
El arroz es el principal cultivo alimentario del mundo, y es afectado por la salinidad en los estadios tempranos del desarrollo. Los brasinoesteroides tienen la capacidad de revertir los efectos del estrés salino sobre la germinación y el crecimiento de plántulas, por lo que son buenos candidatos para su uso en cultivos de arroz bajo este tipo de estrés. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del análogo de brasinoesteroide DI-31 en la respuesta al estrés salino en los cultivares de arroz Oryza sativa ʹINCA LP-5ʼ y Oryza sativa ʹPerla de Cubaʼ, en cuanto a parámetros de la germinación y crecimiento en la fase de plántula. Se utilizaron semillas de los cultivares de arroz ʻINCA LP-5ʼ y ʻPerla de Cubaʼ, que fueron pretratadas con el análogo de brasinoesteroide DI-31 (a una concentración de 10-6 mol L-1). Las semillas fueron colocadas en placas y en rolos con soluciones de 0, 25, 50 y 100 mmol L-1 de NaCl durante 72 horas y siete días, respectivamente. Luego se midieron 12 parámetros de la germinación y la longitud de las plántulas. Los resultados obtenidos evidenciaron que el cultivar ʹINCA LP-5ʼ presenta mejores parámetros de la germinación y del crecimiento temprano bajo condiciones óptimas y de estrés salino. Por tanto, se pudo inferir que este cultivar pudiera ser más tolerante a la salinidad que el cultivar ʹPerla de Cubaʹ. Por otra parte, el pretratamiento de las semillas con el análogo de brasinoesteroide DI-31 no tuvo efecto en la mayoría de los parámetros estudiados.
Citación: Vázquez-Glaría, A., Duvergel-Terry, A. & Loiret, F.G. 2024. Efecto del DI-31 en la germinación y fase de plántulas de dos cultivares de arroz Oryza sativa (Poaceae) en condiciones de estrés salino. Revista Jard. Bot. Nac. Univ. Habana 45: 121-134.
Recibido: 27 de octubre de 2023. Aceptado: 05 de diciembre 2023. Publicado en línea: 22 de noviembre de 2024. Editor encargado: Ana Gabriela López-García.
Descargas
Citas
Agathokleous, E., Kitao, M. & Calabrese, E.J. 2019. Hormesis: a compelling platform for sophisticated plant science. Trend Pl. Sci. 24(4): 318–327. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2019.01.004
Akram, S., Siddiqui, M., Hussain, B., Abdullah, A.B., Mostofa, M., Hossain, M. & Tran, L. 2017. Exogenous glutathione modulates salinity tolerance of soybean [Glycine Max (L.) Merrill] at reproductive stagertage. J. Pl Growth Regulat. 36(4): 877-88. https://link.springer.com/article/10.1007/s00344-017-9691-9
Anuradha, S. & Rao, S. 2001. Effect of brassinosteroids on salinity stress induced inhibition of seed germination and seedling growth of rice (Oryza sativa L.). J. Pl. Growth Regulat. 33: 151-153. https://link.springer.com/article/10.1023/A:1017590108484
Balkan, A., Genctan, T., & Bilgin, O. 2015. Response of rice (Oryza sativa L.) to salinity stress at germination and early seedling stages. Pakistan Journal of Agricultural Research 52(2): 453–459.
Bewley, J.D. & Black, M. 1994. Seeds: physiology of development and germination. Springer Science+Business Media. New York, USA. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-1002-8
Bewley, J. 1997. Seed Germination and Dormancy. The Plant Cell. 9(7): 1055–1066. https://doi.org/10.1105/tpc.9.7.1055
Chen, X., Zhang, R., Xing, Y., Jiang, B., Li, B., Xu, X. & Zhou, Y. 2021. The efficacy of different seed priming agents for promoting sorghum germination under salt stress. PLoS ONE. 16(1): e0245505. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245505
Cheng, J., Wang, L., Zeng, P., He, Y., Zhou, R., Zhang, H., & Wang, Z. 2017. Identification of genes involved in rice seed priming in the early imbibition stage. Pl. Biol. (Stuttgart). 19(1): 61–69. https://doi.org/10.1111/plb.12438
Das, T., Shukla, Y.M., Poonia, T.C., Meena, M., & Meena, M.D. 2013. Effects of brassinolide on physiological characteristics of rice (Oryza sativa L.) with different salinity levels. Ann. Biol. (New Delhi). 29(2): 228–231.
Di Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M., Gonzalez, L., Tablada, M. & Robledo, C.W. 2020 [actualización continua]. InfoStat. https://www.infostat.com.ar. 20 de septiembre de 2020
Divi, U.K. & Krishna, P. 2009. Brassinosteroid: a biotechnological target for enhancing crop zield and stress tolerance. New Biotechnology. 26(3/4): 131-36. https://doi.org/10.1016/j.nbt.2009.07.006
Finch‐Savage, W. & Leubner‐Metzger, G. 2006. Seed dormancy and the control of germination. New Phytologist 171(3): 501-523. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2006.01787.x
Fogliatto, S., Serra, F., Patrucco, L., Milan, M. & Vidotto, F. 2019. Effect of different water salinity levels on the germination of imazamoxresistant and sensitive weedy rice and cultivated rice. Agronomy 9(10): 658. https://doi.org/10.3390/agronomy9100658
Ganie, S., Molla, K., Henry, R., Bhat, K. & Tapan K. 2019. Advances in understanding salt tolerance in rice. Theor. Appl. Genet. 132(4): 851-870. https://doi.org/10.1007/s00122-019-03301-8
Hasanuzzaman, M., Nahar, K., Fujita, M., Ahmad, P., Chandna, R., Prasad, M. & Munir O. 2013. Enhancing plant productivity under salt stress: relevance of poly-pmics. En: Ahmad, P., Azooz, M. & Prasad. M. (Eds.). Salt Stress in Plants. Signalling, omics and adaptations. Springer. New York. Pp. 113-156. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-6108-1_6
Hua-long, L., Han-jing, S., Jing-guo, W., Yang, L., De-tang, Z., & Hongwei, Z. 2014. ScienceDirect Effect of Seed Soaking with Exogenous Proline on Seed Germination of Rice under Salt Stress. J. N. E. Agric. Univ. 21(3): 1–6. https://doi.org/10.1016/S10068104(14)60062-3
Hussain, S., Zhang, J., Chu, Z., Lian-Feng, Z., Xiao-Chuang, C.,Sheng-Miao, Y., Bohr, J., Ji-Jie, H., & Qian-Yu, J. 2017. Effects of salt stress on rice growth, development characteristics, and the regulating ways: A review. Journal of Integrative Agriculture 16(11): 2357-2374. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(16)61608-8
ISTA Certificates. International Rules for Seed Testing. 2022. 1: i-1-14. https://doi.org/10.15258/istarules.2022.01
Jirakajornjaritkul, C., Srisaad, K., & Khaengkhan, P. 2021. Changes in germination of the aged rice seeds after priming with rice bran, husks, brassinosteroids and chitosan. International Journal of Agricultural Technology. 17(3): 871-882.
Kashaninejad, M., Maghsoudlou, Y., Rafiee, S. & Khomeiri, M. 2007.Study of hydration kinetics and density changes of rice (Tarom Mahali) during hydrothermal processing. Journal of Food EngineeringJ. 79(4):1383-1390. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.04.019
Li, R., Chaicherdsakul, T., Kunathigan, V., Roytrakul, S., Paemanee, A. & Kittisenachai S. 2020. Shotgun proteomic analysis of germinated rice (Oryza sativa L.) under salt stress. Applied Science and Engineering Progress 13(1): 76-85. https://doi.org/10.14416/j.ijast.2018.12.001
Liu, L., Xia, W., Li, H., Zeng, H., Wei, B., Han, S., & Yin, C. 2018. Salinity inhibits rice seed germination by reducing α -amylase activity via decreased bioactive gibberellin content. Frontiers Pl. Sci. 9(275): 1–9. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00275
Munns, R. & Tester M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Rev. Pl. Biol. 59(1): 651-681. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911
Núñez Vázquez, M., Reyes Guerrero, Y., Rosabal Ayan, L., Martínez L., González Cepero, M.C. & Pieters, A. 2013. Brasinoesteroides y sus análogos estimulan el crecimiento de plántulas de dos genotipos de arroz (Oryza sativa L.) en medio salino. Cultivos Tropicales. 34 (1): http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v34n1/ctr11113.pdf
Núñez Vázquez, M., Pérez Domínguez, G., Martínez González, L., Reyes Guerrero, Y. & Coll García, Y. 2016. Análogos espirostánicos de brasinoesteroides estimulan el crecimiento de plántulas de arroz (Oryza sativa L.) cv. INCA LP-7 sometidas a estrés por NaCl. Cultivos Tropicales. 37(4): 152–159. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.13952.64006
ONEI 2022. Medio Ambiente. Pp. 7–62. En: Oficina Nacional de Estadística e Información (ed.). Anuario Estadístico de Cuba. La Habana, Cuba.
Pérez, N. & Castro, R.I. 2000. New Short Cycle Rice Variety: ʻINCA LP-5ʼ . Cultivos Tropicales 21(4): 55. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=193230160011
Prakash, C., Mithra, S., Singh, P., Mohapatra, T., & Singh, N. 2016. Unraveling the molecular basis of oxidative stress management in a drought tolerant rice genotype Nagina 22. B.M.C. Genomics. 17(774): 1-14. https://doi.org/10.1186/s12864-016-3131-2
Rahman, A., Nahar, K., Al Mahmud, J., Hasanuzzaman, M., Hossain, M. & Fujita, M. 2017. Salt stress tolerance in rice: Emerging role of exogenous phytoprotectants. Pp. 139–174. En: Li, J. (ed.) Advances in International Rice Research, InTech, South China Agricultural University. China. https://doi.org/10.5772/67098
Ranal, M. & de Santana, D. 2006. How and why to measure the germination process. Brazil. J. Bot. 29(1):1–11. https://doi.org/10.1590/S0100-84042006000100002
Riaz, M., Arif, M., Ashraf, M., Mahmood, R., Yasmeen, T., Shakoor, M., Shahzad, S., Ali, M., Saleem, I., Arif, M. & Fahad, S. 2019. A comprehensive review on rice responses and tolerance to salt stress. Pp. 133-158. En: Hasanuzzaman, M., Fujita, M., Nahar, K. & Biswas, J.K. (Eds.). Advances in Rice Research for Abiotic Stress Tolerance. Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814332-2.00007-1
Sairam, R.K. & Tyagi, A. 2004. Physiology and molecular biology of salinity stress tolerance in plants. Curr. Sci. 86(3): 407-421. https://www.jstor.org/stable/24108735
Saman, P., Vázquez, J. & Pandiella, S. 2008. Controlled germination to enhance the functional properties of rice. Process Biochem. 43(12): 1377-1382. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2008.08.007
Schneider, C., Rasband, W. & Eliceiri, K. 2012. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nature, Meth. 9: 671–675. https://doi.org/10.1038/nmeth.2089
Shereen, A., Ansari, R., Raza, S., Mumtaz, S., Khan, M. & Khan, M. 2011. Salinity induced metabolic changes in rice (Oryza sativa L.) seeds during germination. Pakistan Journal of Botany. 43(3): 1659–1661. http://www.pakbs.org/pjbot/paper_details.php?id=2816
Uçarlı, C. 2021. Effects of salinity on seed germination and early seedling stage. En: Fahad, S., Saud, S., Chen, Y. Wu, C. & Wang, D.(Eds.) Abiotic Stress in Plants. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.93647
Vázquez-Glaría, A., Duvergel-Terry, A, Ortega-Rodés, P, , Ortega, E. Coll, Y & FG, L. 2019. El análogo de brasinoesteroide DI-31 varía la arquitectura de la raíz en los cultivares de interés INCA LP-5 y Perla de Cuba de Oryza sativa L. (Poaceae). Revista Cubana de Ciencias Biológicas. 7(2): 1-8.
Vibhuti, C., Shahi, C., Bargali, K., & Bargali, S. 2015. Seed germination and seedling growth parameters of rice (Oryza sativa L.) varieties as affected by salt and water stress. The Indian Journal of Agricultural Sciences. 85(1): 102-108. https://epubs.icar.org.in/index.php/IJAgS/article/view/46046
Villalobos, F. & Fereres, E. (ed.). 2016. Principles of Agronomy for Sustainable Agriculture. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-46116-8
Yang, H., Ji, J., Wang, C., Zhang, L., Wang, X., Song, P. & Song, P. 2019. Micro-nondestructive detection of the moisture and ion of rice Seeds during germination under salt stress. International Journal of Agricultural and Engineering.. 12(2):103-110. https://www.ijabe.org/index.php/ijabe/article/view/4245/pdf
Yang, P., Li, X., Wang, X., Chen, H., Chen, F. & Shen, S. 2007. Proteomic analysis of rice (Oryza sativa L.) seeds during germination. Proteomics 7(18): 3358-3368. https://doi.org/10.1002/pmic.200700207
Yousof, F. I. 2013. Effect of rice seed priming with calcium chloride (CaCl2) on germination and seedlings vigor under salinity stress. Journal of Plant ProductionJ. Plant Production 4(4): 523–535. https://doi.org/10.21608/jpp.2013.72394
Xu, E., Chen, M., He, H., Zhan, C., Cheng, Y., Zhang, H. & Wang, Z. 2017. Proteomic analysis reveals proteins involved in seed imbibition under salt stress in rice. Frontiers Pl. Sci. 7, 2006: 1-11. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.02006
