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Physiological, biochemical, and gene expression of Sour Orange (Citrus aurantium L.) to Iron(II)-Arginine Chelate under salinity, alkalinity, and salt–alkali combined stresses
Scientia Horticulturae ( IF 4.3 ) Pub Date : 2023-05-16 , DOI: 10.1016/j.scienta.2023.112146
Abbas Danaeifar , Esmaeil Khaleghi , Shohreh Zivdar , Khosro Mehdikhanlou

In agricultural production systems, iron (II)-amino acid chelate is the latest novel compounds that enhance plant tolerance against soil stress. Salinity-alkaline stress can be considered one of the most critical threats to crops. This study was conducted to investigate the impact of iron(II)–amino acid chelate on some biochemical characteristics and genes expression of Sour Oranges under salinity and alkaline stress. The studied factors comprised two levels of pH (6.5 and 8.2), three levels of salinity (0, 60, and 120 mM NaCl), and three levels of Iron(II)–Arginine Chelate (0, 0.1, and 0.2%) in three replications. The results revealed that the highest photosynthesis rate was obtained at pH 6.5, the salinity of 0 mM and 0.2% Fe (Arg). Furthermore, Fe (Arg) application increased proline and carbohydrate content by 16.40% and 13.21% and decreased the phenol and MDA content by 10.68% and 30.12%, respectively, rather than the control. Enzyme activities such as peroxidase (POD), catalase (CAT), and super oxidase dismutase (SOD) were highest at pH 8.2, salinity 120 mM, and 0.2% Fe (Arg). Also, WRKY46 and MYB308 genes were highly expressed at pH 6.5, 120 mM NaCl and 0% Fe (Arg) and pH 8.2, 120 mM NaCl and 0.1% Fe(Arg) respectively. Moreover, the highest expression of NAC36 and ERF109 genes were recorded at the co-treatments of pH 8.2, 60 mM NaCl and 0.2% Fe(Arg), and pH 8.2 with no salinity stress and Fe(Arg) application, respectively. Therefore, Fe(Arg) foliar application partially alleviates the adverse effects of salinity and alkaline stress in Sour Orange.



中文翻译:

酸橙 (Citrus aurantium L.) 对铁 (II)-精氨酸螯合物在盐度、碱度和盐碱联合胁迫下的生理、生化和基因表达

在农业生产系统中,铁 (II)-氨基酸螯合物是最新的增强植物对土壤胁迫耐受性的新型化合物。盐碱胁迫可被认为是对作物最严重的威胁之一。本研究旨在研究铁(II)-氨基酸螯合物在盐碱胁迫下对酸橙某些生化特性和基因表达的影响。研究的因素包括两个水平的 pH(6.5 和 8.2)、三个水平的盐度(0、60 和 120 mM NaCl)和三个水平的铁 (II)-精氨酸螯合物(0、0.1 和 0.2%)三个重复。结果表明,在 pH 6.5、盐度 0 mM 和 0.2% Fe (Arg) 时获得最高的光合速率。此外,Fe(Arg)的应用使脯氨酸和碳水化合物含量增加了 16.40% 和 13。21%,苯酚和丙二醛含量分别比对照降低了 10.68% 和 30.12%。过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT) 和超氧化酶歧化酶 (SOD) 等酶活性在 pH 8.2、盐度 120 mM 和 0.2% Fe (Arg) 时最高。此外,WRKY46 和 MYB308 基因分别在 pH 6.5、120 mM NaCl 和 0% Fe (Arg) 以及 pH 8.2、120 mM NaCl 和 0.1% Fe(Arg) 下高表达。此外,NAC36 和 ERF109 基因的最高表达分别记录在 pH 8.2、60 mM NaCl 和 0.2% Fe(Arg) 以及 pH 8.2 且无盐胁迫和 Fe(Arg) 应用的共同处理下。因此,叶面喷施 Fe(Arg) 可部分缓解酸橙中盐碱胁迫的不利影响。过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT) 和超氧化酶歧化酶 (SOD) 等酶活性在 pH 8.2、盐度 120 mM 和 0.2% Fe (Arg) 时最高。此外,WRKY46 和 MYB308 基因分别在 pH 6.5、120 mM NaCl 和 0% Fe (Arg) 以及 pH 8.2、120 mM NaCl 和 0.1% Fe(Arg) 下高表达。此外,NAC36 和 ERF109 基因的最高表达分别记录在 pH 8.2、60 mM NaCl 和 0.2% Fe(Arg) 以及 pH 8.2 且无盐胁迫和 Fe(Arg) 应用的共同处理下。因此,叶面喷施 Fe(Arg) 可部分缓解酸橙中盐碱胁迫的不利影响。过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT) 和超氧化酶歧化酶 (SOD) 等酶活性在 pH 8.2、盐度 120 mM 和 0.2% Fe (Arg) 时最高。此外,WRKY46 和 MYB308 基因分别在 pH 6.5、120 mM NaCl 和 0% Fe (Arg) 以及 pH 8.2、120 mM NaCl 和 0.1% Fe(Arg) 下高表达。此外,NAC36 和 ERF109 基因的最高表达分别记录在 pH 8.2、60 mM NaCl 和 0.2% Fe(Arg) 以及 pH 8.2 且无盐胁迫和 Fe(Arg) 应用的共同处理下。因此,叶面喷施 Fe(Arg) 可部分缓解酸橙中盐碱胁迫的不利影响。分别为 120 mM NaCl 和 0.1% Fe(Arg)。此外,NAC36 和 ERF109 基因的最高表达分别记录在 pH 8.2、60 mM NaCl 和 0.2% Fe(Arg) 以及 pH 8.2 且无盐胁迫和 Fe(Arg) 应用的共同处理下。因此,叶面喷施 Fe(Arg) 可部分缓解酸橙中盐碱胁迫的不利影响。分别为 120 mM NaCl 和 0.1% Fe(Arg)。此外,NAC36 和 ERF109 基因的最高表达分别记录在 pH 8.2、60 mM NaCl 和 0.2% Fe(Arg) 以及 pH 8.2 且无盐胁迫和 Fe(Arg) 应用的共同处理下。因此,叶面喷施 Fe(Arg) 可部分缓解酸橙中盐碱胁迫的不利影响。

更新日期:2023-05-17
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