In order to examine the cross-tolerance of two chilling-tolerant cultivars (Donganbyeo and Heukhyangbyeo) and two chilling-susceptible cultivars (Hyangmibyeo and Taekbaekbyeo) to salt, paraquat, and drought, changes of physiological response and antioxidant enzymes were investigated. The seedlings were grown in a growth chamber until the 4-leaf stage. The seedlings were exposed to chilling at $5^{\circ}C$ for 3 days. For drought treatment, the seedlings were subjected to drought by withholding water from plants for 5 days. For paraquat study, plants were sprayed with $300{\mu}M$ paraquat. For the salt stress, the seedlings were transferred to the Hoagland's nutrient solution containing 0.6% (w/v) NaCl for 4 days. Chilling-tolerant cultivars showed cross-tolerant to other stresses, salt, paraquat, and drought in physiological parameters, such as leaf injury, chlorophyll a fluorescence, and lipid peroxidation. The baseline levels of antioxidative enzyme activities, catalase (CAT) and peroxidase (POX) activities in chilling-tolerant cultivars were higher than in the chilling-susceptible cultivars. However, there were no differences in ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) activities between chilling-tolerant and -susceptible cultivars in untreated control. CAT activity in chilling-tolerant cultivars was higher than that in chilling-susceptible cultivars during chilling, salt, and drought treatments, but not during paraquat treatment. However, other antioxidative enzymes, APX, POX, and GR activities showed no significant differences between chilling-tolerant and -susceptible cultivars during chilling, salt, paraquat, and drought treatments. Thus, it was assumed that CAT contribute to cross-tolerance mechanism of chilling, salt, and drought in rice plants.
Human-induced soil salinity is becoming a major threat to agriculture across the world. This salinisation occurs in both irrigated and rain-fed agricultural zones with the highest proportions in the arid and semi-arid environments. Livestock can play an important role in the management and rehabilitation of this land. There are a range of plants that grow in saline soils and these have been used as animal feed. In many situations, animal production has been poor as a result of low edible biomass production, low nutritive value, depressed appetite, or a reduction in efficiency of energy use. Feeding systems are proposed that maximise the feeding value of plants growing on saline land and integrate their use with other feed resources available within mixed livestock and crop farming systems. Salt-tolerant pastures, particularly the chenopod shrubs, have moderate digestible energy and high crude protein. For this reason they represent a good supplement for poor quality pastures and crop residues. The use of salt-tolerant pasture systems not only provides feed for livestock but also may act as a bio-drain to lower saline water tables and improve the soil for growth of alternative less salt tolerant plants. In the longer term there are opportunities to identify and select more appropriate plants and animals for saline agriculture.
Song, Jae Young;Kim, Dong Sub;Lee, Myung-Chul;Lee, Kyung Jun;Kim, Jin-Baek;Kim, Sang Hoon;Yun, Song Joong;Kang, Si-Yong
방사선산업학회지
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제4권4호
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pp.307-312
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2010
Plants have evolved physiological, biochemical and metabolic mechanisms to increase their survival under the adverse conditions. This present study has been performed to select salt-tolerant rice mutant lines through in vivo and in vitro mutagenesis with gamma-rays. For the selection of the salt-tolerant rice mutants, we conducted three times of selection procedure using 1,500 gamma ray mutant lines resulted from an embryo culture of the original rice cv. Dongan (wild-type, WT): first, selection in the a nutrient solution with 171 mM NaCl; second, selection under in vitro condition with 171 mM NaCl; and third, selection in a reclaimed saline land. Based on a growth comparison of the entries, out of the mutant lines, two putative 2 salt tolerant (ST) rice mutant lines, ST-87 and ST-301, were finally selected. The survival rate of the WT, ST-87 and ST-301 were 36.6%, 60% and 66.3% after 7 days in 171 mM NaCl treatment, respectively. The WT and two salt tolerant mutant lines were used to analyze their genetic variations. A total of 21 EcoRI and Msel primer combinations were used to analyze the genetic relationship of among the two salt-tolerant lines and the WT using the ABI3130 capillary electrophoresis system. In the AFLP analysis, a total of 1469 bands were produced by the 21 primer combinations, and 700 (47.6%) of them were identified as having polymorphism. The genetic similarity coefficients were ranged from 0.52 between the ST-87 and WT to 0.24 between the ST-301 and the WT. These rice mutant lines will be used as a control plot for physiological analysis and genetic research on salt tolerance.
Lee In Sok;Kim Dong Sub;Kang Si Yong;Wi Seung Gon;Jin Hua;Yun PiI-Yong;Lim Yong Pyo;Lee Young Il
Journal of Plant Biotechnology
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제6권4호
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pp.205-212
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2004
The objectives were to compare the salt tolerance levels in the parental rice cultivar, Dongjinbyeo, and induced mutagenesis derived its lines for plant height, MDA, ATPase, POD, and 2-dimensional protein electrophoresis pattern in NaCl-containing hydroponic nutrient solutions. Rice plants isolated from a population of rice (Oryza sativa L. cv. Dongjinbyeo) mutation lines, which were generated in combination with in vitro selection and gamma-ray, exhibited salt tolerance. Line No. 18 had the longest plant, whereas NaCl-sensitive line (No. 25) had the shortest plant. The parent, and the sensitive line showed severe damage from salt stress. Tolerant lines (No. 18, 50) had a lower malonaldehyde (MDA) content than the sensitive one (Dongjinbyeo, No. 25) during salt stress. Several proteins showed significant quantitative variation through 2DE; phosphoribulokinase, peroxidase, oxygen evolving enhancer 1 and the $H^+-ATPase$, which are known to be involved in salt tolerance. The effect of salt on peroxidase and $H^+-ATPase$ activity in the seedlings of two groups with contrasting genotypes of rice was studied. A greater activity was recorded in the tolerant lines as compared to the sensitive ones (P<0.05, Duncan's test). The results indicate that salt tolerant lines expressed more salt stress-inducible proteins associated with salt tolerance than the sensitive lines during salt stress.
Using salt-tolerant bacteria to protect plants from salt stress is a promising microbiological treatment strategy for saline-alkali soil improvement. Here, we conducted research on the growth-promoting effect of Brevibacterium frigoritolerans on wheat under salt stress, which has rarely been addressed before. The synergistic effect of B. frigoritolerans combined with representative salt-tolerant bacteria Bacillus velezensis and Bacillus thuringiensis to promote the development of wheat under salt stress was also further studied. Our approach involved two steps: investigation of the plant growth-promoting traits of each strain at six salt stress levels (0, 2, 4, 6, 8, and 10%); examination of the effects of the strains (single or in combination) inoculated on wheat in different salt stress conditions (0, 50, 100, 200, 300, and 400 mM). The experiment of plant growth-promoting traits indicated that among three strains, B. frigoritolerans had the most potential for promoting wheat parameters. In single-strain inoculation, B. frigoritolerans showed the best performance of plant growth promotion. Moreover, a pot experiment proved that the plant growth-promoting potential of co-inoculation with three strains on wheat is better than single-strain inoculation under salt stress condition. Up to now, this is the first report suggesting that B. frigoritolerans has the potential to promote wheat growth under salt stress, especially combined with B. velezensis and B. thuringiensis.
1.5% NaCl이 함유된 배지에 캘러스를 치상하여 방사선을 처리한 결과 무처리구보다 처리구 (30, 50 Gy)에서 캘러스 생존율 및 재분화율이 증가하여 내염성 캘러스를 선발하는데 방사선의 적용이 효과적임을 알 수 있었고, 내염성 캘러스에서 재분화된 M$_3$세대 종자에서 내염성 계통들은 모품종보다 초장, 근장 및 근수의 생육이 우수하여 이러한 계통은 내염성 연구를 위한 유용한 유전자원으로 이용할 수 있을 것으로 생각된다. 또한 RAPD 기술은 대조구와 내염성 캘러스에서 재분화된 계통을 구분하는데 유용한 기술임을 알 수 있었다.
Rizwana B.Syed Nabi;Eunyoung Oh;Myoung Hee Lee;Sungup Kim;Kwang-Soo Cho;Jeongeun Lee;Jung In Kim;Eunsoo Lee;Min Young Kim;Sang Woo Kim
한국작물학회:학술대회논문집
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한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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pp.113-113
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2022
Salinity in surface waters is increasing around the world. Many factors, including increased water extraction, poor irrigation management, and sea-level rise, contribute to this change, and posing a threat to plant development and agricultural production. Seeds exposed to high salinity, have a lower probability of germinating and various physiological and biochemical effects. Salinity stress affects more than 20% of agricultural land and about 50% of irrigated land. In the current study, our objective is to identify the salt-tolerant peanut (Arachis hypogaea L.) Korean genotypes under salinity stress. Thus, two-week-old 19 diverse peanut Korean genotypes were exposed to 10 days of salinity (150 mM NaCl) stress. Based on the growth attributes investigation, Baekjung and Ahwon genotypes showed significantly higher shoot lengths compared to control plants. Whereas, the Sinpalwang genotype exhibited a significantly positive response for plant growth and reduced wilting symptoms compared to other genotypes. This study was able to find out peanut tolerant and sensitive genotypes for salt stress. These results may provide a good template for further salt-tolerant peanut cultivar improvement programs. Identified diverse salt-responsive genotypes can be utilized as source material in Korean breeding schemes for peanut crop improvement for salt and other abiotic stress tolerance.
Proteomic analysis was performed in order to identify proteomic changes by salt stress between the Japonica cv. Donganbyeo (WT) and two salt-tolerant (ST) mutant lines by using the SDS-PAGE and 2-DE. Two salt tolerant rice mutant lines, ST-87 and ST-301, were selected by in vitro mutagenesis with gamma-ray. Three-week-old seedlings were treated with 171 mM NaCl for 7 days. In the SDS-PAGE, three proteins with molecular weights of 27, 46 and 58 kDa were highly increased under salt treatment. Total proteins from shoots of both WT and ST-lines were separated by two-dimensional gel electrophoresis. In 2-DE, 201, 226, 217 and 213 protein spots were detected in the untreated-or treated-WT and untreated- or treated-ST-87, respectively. Of theses, 17 and 10 protein spots were up- and down-regulated under salt stress in the WT, respectively. While, 16 and 8 protein spots were up- and down-regulated under salt stress in the ST-87, respectively, compared with the untreated plants. High intensity or de novo synthesized proteins were analyzed by MALDI-TOF/MS analysis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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