view in publisher's site

Nitric oxide triggered defense network in wheat: Augmenting tolerance and grain-quality related traits under heat-induced oxidative damage

Highlights•The effect of heat stress can be alleviated by nitric oxide (150 μM) treatment in wheat.•Nitric oxide triggers the expression of SAGs and enhances the scavenging potential of wheat under heat stress.•Nitric oxide improves the quality of wheat grain by enhancing the accumulation of gliadin protein and starch.•Nitric oxide maintains the quality of starch in wheat grain by reducing the amylolytic activity under heat stress.•Nitric oxide enhances the accumulation of soluble protein, free amino acids and osmolyte in developing grains under HS.AbstractHeat stress (HS) drastically reduces the yield and quality of wheat grains. High temperature during critical stages (pollination and grain-filling) causes improper fertilization and formation of defragmented granules and shriveled seeds. Hormones and signaling molecules modulates the tolerance potential of the plants under stress. Nitric oxide (NO) is an important signaling molecule involved in triggering diverse physiological and biochemical processes under adverse conditions. Here, we studied the effect of sodium nitroprusside (SNP) (150 μM set based on pilot experiment) on heat stress-tolerance and grain quality related traits of two contrasting wheat cultivars Raj3765 as thermotolerant and HD2932 as thermosusceptible under differential HS (T1 - 30 °C, 1 h; T2 - 38 °C, 1 h), as compared to control (22 ± 2 °C) at different stages of growth. The expression of many important stress-associated genes (previously identified through Transcriptome sequencing) was observed upregulated in response to NO and HS; small HSP17 showed maximum fold increase in Raj3765. Similarly, the networks of antioxidant enzymes (SOD, CAT, and GPX) were observed triggered in response to NO, HS and NO + HS treatment in Raj3765 than HD2932. The accumulation of proline and free amino acid in cytoplasm were also reported higher under NO and HS treatment respectively in Raj3765, as compared to HD2932. Grain quality related traits like carbohydrate (starch) and proteins (gliadin) were observed higher in response to NO under HS in Raj3765. Heat stress was observed to increase the activities of α/β amylases in developing grains involved in degrading the starch quality. NO was observed to decrease the amylolytic activity in both the cultivars; very low amylolytic activity was observed in thermotolerant, as compared to thermosusceptible cultivars. Exogenous application of NO (150 μM) at different stages can be used as inexpensive technology for mitigating the problem of terminal HS in wheat – a farmer friendly approach for maintaining the quality of grains under present threat of global climate change.

اکسید نیتریک باعث ایجاد شبکه دفاعی در کشت گندم شد: تحمل Augmenting و ویژگی‌های مربوط به کیفیت غلات در اثر آسیب oxidative ناشی از گرما.

کاره‌ای مهم: اثر استرس گرمایی می‌تواند با تیمار نیتریک اکسید (۱۵۰ میکرومتر)در گندم کاهش یابد. اکسید نیتریک حالت of را تحریک می‌کند و پتانسیل دفع گندم را تحت استرس گرمایی افزایش می‌دهد. اکسید نیتریک با افزایش تجمع پروتیین و نشاسته gliadin، کیفیت گندم را بهبود می‌بخشد. اکسید نیتریک با کاهش فعالیت amylolytic تحت استرس گرمایی، کیفیت نشاسته را در گندم گندم حفظ می‌کند. اکسید نیتریک تجمع پروتئین در محلول را افزایش می‌دهد، آمینو اسیدها آزاد و osmolyte ها در کشورهای در حال توسعه تحت فشار HS.Abst ractHeat (HS)به شدت بازده و کیفیت دانه‌های گندم را کاهش می‌دهد. درجه‌حرارت بالا در طی مراحل بحرانی (گرده‌افشانی و پر کردن دانه)باعث بارور سازی نامناسب و تشکیل دانه‌های defragmented و دانه‌های چروکیده می‌شود. هورمون‌ها و مولکول‌های signaling پتانسیل تحمل گیاهان تحت فشار را نشان می‌دهند. اکسید نیتریک (NO)یک مولکول سیگنال دهی مهم است که در راه‌اندازی فرآیندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در شرایط نامطلوب درگیر می‌شود. در اینجا ما تاثیر سدیم nitroprusside (SNP)را براساس آزمایش آزمایشی)بر روی تنش گرمایی - تحمل و ویژگی‌های مربوط به کیفیت غلات دو سویه مقایسه کردیم (T۱ - ۳۰ ° C، ۱ h؛ T - ۳۸ درجه سانتی گراد، ۱ ساعت)، در مقایسه با کنترل (۲۲ ± ۲ ° C)در مراحل مختلف رشد. مشاهده بسیاری از ژن‌های مرتبط با استرس (که قبلا از طریق توالی transcriptome شناسایی شد)در واکنش به NO و HS مشاهده شد؛ HSP۱۷ کوچک حداکثر افزایش برابر در Raj۳۷۶۵ را نشان داد. به همین ترتیب، شبکه آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان (sod، CAT و GPX)در واکنش به NO، HS و HS + HS در Raj۳۷۶۵ از HD۲۹۳۲ مشاهده شدند. همچنین تجمع اسید آمینه و اسید آمینه آزاد در سیتوپلاسم به ترتیب تحت درمان NO و HS (NO)، در مقایسه با HD۲۹۳۲، گزارش شده‌است. صفات مرتبط با کیفیت غلات مانند کربوهیدرات (نشاسته)و پروتین ها (gliadin)در واکنش به عدم وجود HS در Raj۳۷۶۵ بیشتر مشاهده شدند. مشاهده شد که استرس حرارتی فعالیت‌های بتا / β amylases در تولید دانه‌های دخیل در کاهش کیفیت نشاسته را افزایش می‌دهد. برای کاهش فعالیت amylolytic در هر دو نوع cultivars مشاهده نشد؛ فعالیت بسیار کم amylolytic در thermotolerant در مقایسه با thermosusceptible cultivars مشاهده شد. کاربرد Exogenous در مراحل مختلف می‌تواند به عنوان تکنولوژی ارزان برای کاهش مشکل of دهنده پایانه در گندم استفاده شود - یک روش دوستانه برای حفظ کیفیت غلات در معرض تهدید حال حاضر تغییرات آب و هوایی جهانی.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Agronomy and Crop Science
  • ترجمه مقاله Agronomy and Crop Science
  • مقاله زراعت و علوم زراعی
  • ترجمه مقاله زراعت و علوم زراعی
  • مقاله Ecology, Evolution, Behavior and Systematics
  • ترجمه مقاله Ecology, Evolution, Behavior and Systematics
  • مقاله بوم‌شناسی، تکامل، رفتار و رده‌بندی
  • ترجمه مقاله بوم‌شناسی، تکامل، رفتار و رده‌بندی
  • مقاله Plant Science
  • ترجمه مقاله Plant Science
  • مقاله علوم گیاهی
  • ترجمه مقاله علوم گیاهی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.