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Nitric oxide and spermine revealed positive defense interplay for the regulation of the chromium toxicity in soybean (Glycine max L.)
Environmental Pollution ( IF 8.9 ) Pub Date : 2022-06-15 , DOI: 10.1016/j.envpol.2022.119602
Farwa Basit 1 , Javaid Akhter Bhat 2 , Yajing Guan 1 , Basit Latief Jan 3 , Anshika Tyagi 4 , Parvaiz Ahmad 5
Affiliation  

Current investigation demonstrated that chromium (Cr) toxicity affects adversely on the normal growth of soybean plants. However, the seed priming with nitric oxide (NO; 100 μM), and spermine (Spm; 0.01 Mm) can significantly alleviate the Cr toxicity in soybean plant. Herein, the hydroponic experiment was conducted to observe the individual as well as the interactive behavior of NO, and Spm on the various morpho-physiological and, biochemical parameters in soybean such as plant growth, plant height, seed germination indices, photosynthesis-related indices such as chlorophyll biosynthesis, PS system II, nutrient uptake of soybean seedlings against Cr (VI) toxicity. Our outcomes deliberated that the alone treatment of NO, and Spm cause a significant improvement in seed germination ratio, photosynthetic pigments, and biomass of plants by restricting Cr uptake; while NO + Spm treatment being more effective in the improvement of soybean growth relative to their individual treatment under Cr stress. Relative to alone treatment of NO, and Spm, the combined treatment significantly modulated the antioxidant activities, and lowered the ROS accumulation, and electrolyte leakage. In addition, seed priming with NO, and Spm mitigate the Cr-induced toxicity by reducing Cr uptake and stimulating the antioxidative defense mechanisms. Hence, these findings confirmed the positive defense interplay of the NO and Spm in the modulation of the Cr tolerance in soybean. However, the underlying defense mechanism of these synergetic effects needs to be further explored.



中文翻译:

一氧化氮和精胺在调节大豆铬毒性方面显示出积极的防御相互作用 (Glycine max L.)

目前的调查表明,铬 (Cr) 毒性对大豆植物的正常生长产生不利影响。然而,用一氧化氮(NO;100 μM)和精胺(Spm;0.01 Mm)进行种子引发可以显着减轻大豆植物中的铬毒性。在此,进行了水培实验,以观察个体以及NO和Spm对大豆各种形态生理生化参数的相互作用,如植物生长、株高、种子发芽指数、光合作用相关指数。例如叶绿素生物合成、PS 系统 II、大豆幼苗对 Cr (VI) 毒性的养分吸收。我们的研究结果认为,单独处理 NO 和 Spm 会显着提高种子发芽率、光合色素、通过限制 Cr 吸收来提高植物的生物量;而NO+Spm处理相对于Cr胁迫下的单独处理在改善大豆生长方面更有效。与单独处理 NO 和 Spm 相比,联合处理显着调节了抗氧化活性,降低了 ROS 积累和电解质泄漏。此外,用 NO 和 Spm 引发的种子通过减少 Cr 摄取和刺激抗氧化防御机制来减轻 Cr 诱导的毒性。因此,这些发现证实了 NO 和 Spm 在调节大豆 Cr 耐受性中的积极防御相互作用。然而,这些协同作用的潜在防御机制需要进一步探索。而NO+Spm处理相对于Cr胁迫下的单独处理在改善大豆生长方面更有效。与单独处理 NO 和 Spm 相比,联合处理显着调节了抗氧化活性,降低了 ROS 积累和电解质泄漏。此外,用 NO 和 Spm 引发的种子通过减少 Cr 摄取和刺激抗氧化防御机制来减轻 Cr 诱导的毒性。因此,这些发现证实了 NO 和 Spm 在调节大豆 Cr 耐受性中的积极防御相互作用。然而,这些协同作用的潜在防御机制需要进一步探索。而NO+Spm处理相对于Cr胁迫下的单独处理在改善大豆生长方面更有效。与单独处理 NO 和 Spm 相比,联合处理显着调节了抗氧化活性,降低了 ROS 积累和电解质泄漏。此外,用 NO 和 Spm 引发的种子通过减少 Cr 摄取和刺激抗氧化防御机制来减轻 Cr 诱导的毒性。因此,这些发现证实了 NO 和 Spm 在调节大豆 Cr 耐受性中的积极防御相互作用。然而,这些协同作用的潜在防御机制需要进一步探索。并降低了 ROS 积累和电解质泄漏。此外,用 NO 和 Spm 引发的种子通过减少 Cr 摄取和刺激抗氧化防御机制来减轻 Cr 诱导的毒性。因此,这些发现证实了 NO 和 Spm 在调节大豆 Cr 耐受性中的积极防御相互作用。然而,这些协同作用的潜在防御机制需要进一步探索。并降低了 ROS 积累和电解质泄漏。此外,用 NO 和 Spm 引发的种子通过减少 Cr 摄取和刺激抗氧化防御机制来减轻 Cr 诱导的毒性。因此,这些发现证实了 NO 和 Spm 在调节大豆 Cr 耐受性中的积极防御相互作用。然而,这些协同作用的潜在防御机制需要进一步探索。

更新日期:2022-06-16
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