Effect of soil salinity on activity of antioxidant enzymes and content of ascorbic acid and phenols in bean [Phaseolus vulgaris L.] plants

• Autorzy: Telesinski A , Nowak J. , Smolik B. , Dubowska A. , Skrzypiec N.

Warianty tytułu

PL

Wplyw zasolenia gleby na aktywnosc enzymow antyoksydacyjnych oraz zawartosc kwasu askorbinowego i fenoli w roslinach fasoli [Phaseolus vulgaris L.]

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Soil salinity is the one of the most important abiotic factors influencing the growth, development and yields of crops. However, it is difficult to determine exact concentrations of salt which cause soil salinity. Salinity threshold levels depend on a crop species, variety, developmental stage and environmental factors. This paper presents the results of an experiment on the effect of different soil concentrations of NaCl soil on several oxidation stress parameters, such as catalase and peoxidase activity, content of ascorbic acid, phenols and flavonoids in bean plants. A laboratory pot experiment was carried out on samples of light silty loam containing 1.2% of humus. Pots were filled with 1 kg soil samples each, to which NaCl solution was added in doses 10, 30 and 50 mM kg-1. Each pot was seeded with 7 seeds of cv. Aura bean. The plants grown in soil without NaCl were the control. On days 14, 21 and 28 green parts of plants were collected for determinations of catalase and peroxidase activity by colorometry as well as the content and flavonoids, phenols, ascorbic acid and chloride concentration by Mohr’s method. The results show that chloride concentration in bean plants increased at higher of NaCl concentration in soil. The activity of the antyoxidative enzymes such as catalase and peroxidase in bean plants, on sampling days, was higher as the chloride concentration in plants increased. Non-enzymatic antioxidants: flavonoids, phenols and ascorbic acid content during the experiment showed different changes with relation to the chloride content, but in all the trials ascorbic acid content was significantly positively correlated whereas the content of phenols was significantly negatively correlated with the chloride content in plant tissues.

PL

Jednym z ważniejszych abiotycznych czynników wpływających na wzrost, rozwój i produktywność roślin jest zasolenie podłoża. Trudno jest jednak określić, w przypadku jakiego stężenia soli mówi się o zasoleniu podłoża. Graniczna jego wartość jest uzależniona od gatunku, a w nawet odmiany, etapu rozwoju rośliny oraz od wielu towarzyszących czynników środowiska. W pracy zaprezentowano wyniki doświadczeń mających na celu określenie, w jaki sposób dodatek do gleby NaCl o różnych stężeniach oddziałuje na wybrane parametry stresu oksydacyjnego: aktywność katalazy i peroksydazy oraz zawartość kwasu askorbinowego, fenoli i flawonoidów w roślinach fasoli. Doświadczenie wazonowe w warunkach laboratoryjnych przeprowadzono na próbkach gliny pylastej lekkiej o zawartości próchnicy 1,2%. Glebę podzielono na 1 kg naważki, którymi, po wcześniejszym dodaniu wodnych roztworów NaCl w dawkach 10, 30 i 50 mM kg-1, napełniono wazony. Do każdego wazonu wysiano po 7 nasion fasoli odmiany Aura. Próbę kontrolną stanowiły rośliny rosnące w glebie bez dodatku soli. W 14., 21. i 28. dniu doświadczenia pobrano zielone części roślin i oznaczono w nich kolorymetrycznie aktywność katalazy i peroksydazy oraz zawartość flawonoidów, fenoli i kwasu askorbinowego, a także zawartość chlorków miareczkową metodą Mohra. Stwierdzono, że zawartość chlorków w roślinach fasoli wzrastała wraz ze zwiększaniem stężenia NaCl w podłożu. Aktywność enzymów antyoksydacyjnych: katalazy i peroksydazy w roślinach fasoli, w poszczególnych terminach pomiarów, wzrastała wraz ze zwiększaniem się w nich ilości chlorków. Zawartość nieenzymatycznych antyutleniaczy w roślinach fasoli: kwasu askorbinowego, flawonoidów i fenoli wykazywała w trakcie trwania doświadczenia zmienne zależności w stosunku do ilości w nich chlorków, jednakże w całym doświadczeniu zawartość kwasu askorbinowego była istotnie dodatnio, a fenoli istotnie ujemnie skorelowana z ilością chlorków w tkankach roślinnych.

Słowa kluczowe

EN

antioxidative enzyme; oxidative stress; chloride concentration; bean; Phaseolus vulgaris; flavonoids; bean plant; biochemical parameter; growing plant; ascorbic acid; soil; salinity; phenol

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2008
• Tom: 13
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.401-409,fig.,ref.

Twórcy

autor

Telesinski A

• University of Agriculture in Szczecin, Slowackiego 17, 71-434 Szczecin, Poland

autor

Nowak J.

autor

Smolik B.

autor

Dubowska A.

autor

Skrzypiec N.

Bibliografia

• Chance J., Machly S.K. 1955. Assay of catalase and peroxidases. Meth. Enzymol., 2: 764-775.
• Chaparzadeh N., D’Amico M.L., Khavari-Nejad R.A., Izzo R., Navari-Izzo F. 2004. Antioxidative responses of Calandula officinalis under salinity conditions. Plant Physiol. Biochem., 42: 695-701.
• Dixon R.A., Paiva N.L. 1995. Stress-induced phenylpropanoid metabolism. Plant Cell, 7: 1085-1097.
• Elkahoui S., Hernadez J.A., Abdelly C., Ghrir R., Limam F. 2005. Effects of salt on lipid peroxidation and antioxidant enzyme activities of Catharanthus roseus suspension cells. Plant Sci., 168: 607-613.
• Ghorbanli M., Ebrahimzadeh H., Sharifi M. 2004. Effects of NaCl and mycorrhizal fungi on antioxidative enzymes in soybean. Biol. Plant., 48(4): 575-581.
• Jebara S., Jebara M., Limam F., Aouani M.E. 2005. Changes in ascorbate peroxidase, catalase, guaiacol peroxidase and superoxide dismutase activities in common bean (Phaseolus vulgaris) nodules under salt stress. J. Plant Physiol., 162: 929-936.
• Krełowska-Kułas M. 1993. Badanie jakości produktów spożywczych. PWE, 276-277.
• Łuck H. 1963. Catalase. In: Methods of enzymatic analysis. Bergmeyer H.U. (ed). Verlag Chemie, New York and London, 885-888 pp.
• M'rah S., Oyerghi Z., Berthomieu C., Havaux M., Jungas C., Hajji M., Grignon C., Łacha Al M. 2006. Effects of NaCl on the growth, ion accumulation and photosynthetic parameters of Thellungiella halophilla. J. Plant Physiol., 163: 1022-1031.
• Malenćić D., Popović M., Miladinović J. 2003. Stress tolerance parameters in different genotypes of soybean. Biol. Plant., 46(1): 141-143.
• Navarro J.M., Flores P., Garrido C., Martinez V. 2006. Changes in the contents of antioxidant compounds in pepper fruits at different ripening stages as affected by salinity. Food Chem., 96: 66-73.
• Przetwory owocowe i warzywne. Oznaczanie zawartości witaminy C. PN-90/A-75101/11.
• Rahnama H., Ebrahimzadeh H. 2005. The effect of NaCl on antioxidant enzyme in potato seedlings. Biol. Plant., 49(1): 93-97.
• Sairam R.K., Srivastava G.C., Agarwal S., Meena R.C. 2005. Differences in antioxidant activity in response to salinity stress in tolerant and susceptible wheat genotypes. Biol. Plant., 49(1): 85-91.
• Singleton V.L., Samuela-Raventos R.M. 1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent. Meth. Enzymol., 299: 152-178.
• Smirnoff N. 1998. Plant resistance to environmental stress. Curr. Opinion Biotechnol., 9(2): 213-219.
• Sudhaker Ch., Lakshmi A., Giridarakumar S. 2001. Changes in the antioxidant enzyme efficacy in two high yielding genotypes of mulberry (Morus alba L.) under NaCl salinity. Plant Sci., 161: 613-619.
• Vergeer L.H.T., Aarts T.L., de Groot J.D. 1995. The ‘wasting disease’ and the effect of abiotic factors (light intensity, temperature, salinity) and infection with Labyrinthula zosterae on the phenolic content of Zostera marina shoots. Aquat. Bot., 52: 35-44.
• Verma S., Mishra S.N. 2005. Putrescine alleviation of growth in salt stressed Brassica juncea by inducing antioxidative defense system. J. Plant Physiol., 162: 669-677.
• Woisky R.G., Salatino A. 1998. Analysis of propolis: Some parameters and procedures for chemical quality control. J. Agric. Res., 37: 99-105.
• Yamasaki H., Sakihama Y., Ikehara N.I. 1997. Flavonoid-peroxidase reaction as a detoxification mechanism of plant cell against H2O2. Plant Physiol., 115: 1405-1412.