Effects of magnesium silicate and calcium silicate supplement on drought tolerance of ST25 rice seedlings
and
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
Silicon helps plants overcome biotic and abiotic stress. Ca2+ is a component of the cell wall, making plants more rigorous, whereas Mg2+ plays an important role in photosynthesis. In this study, MgSiO3 và CaSiO3 of 200 mg/L with a volume of 50 mL per pot was added to 10 replicates for each treatment. The free-chemical treatment was watered with 50 mL of tap water and the control was irrigated normally. After 10 days without continuous watering, agronomic analysis showed that plants treated with MgSiO3 had better development in plant height, chlorophyll index values, and root elongation compared to those of other water cutoff treatments. MgSiO3 supplementation improved photosynthetic pigments such as chlorophyll a, b, and total carotenoids but gave the lowest total soluble sugar content in leaves. The highest malondialdehyde level in free-chemical treatment prevailed the positive effects of silicon compounds in mitigating lipid peroxidation of cell membranes under drought conditions. PCR application with primer RM257 followed by electrophoresis resulted in the bands at 150bp, giving evidence of presentation qLR9.1 and qRWC9.1 in ST25 rice cultivar, relating to control leaf rolling and relative water content.
Tóm tắt
Silic giúp thực vật vượt qua bất lợi sinh học và phi sinh học. Ca2+ hình thành các hợp chất vách tế bào, cây cứng cáp hơn. Mg2+ có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp.Trong nghiên cứu MgSiO3 và CaSiO3 nồng độ 200mg/L được bổ sung cho lúa ST25 bằng cách tưới mỗi chậu 50 ml dung dịch tương ứng cho 10 chậu trong các nghiệm thức,nghiệm thức không xử lý hóa chất tưới 50 ml nước và để khô trong những ngày tiếp theo, nghiệm thức đối chứng vẫn được cung cấp đầy đủ nước. Kết quả sau 10 ngày xử lý hạn, các phân tích nông học cho thấy MgSiO3 có ảnh hưởng tích cực hơn các nghiệm thức còn lại như chiều cao cây, chỉ số diệp lục tố lá, chiều dài rễ. Các phân tích sinh hóa cho kết quả hàm lượng chlorophyll a, b và carotenoid ở nghiệm thức bổ sung MgSiO3 cao nhất, ngược lại hàm lượng đường tổng trong lá thấp nhất.Hàm lượng malondialdehyde ở nghiệm thức không xử lý hóa chất cao hơn các nghiệm thức còn lại chứng tỏ hợp chất silic có tác dụng giảm tổn thương màng tế bào khi bị hạn. Kết quả PCR với đoạn mồi RM257 cho thấy băng hình xuất hiện ở vị trí 150bp chứng tỏ có sự hiện diện của gen kiểm soát sự cuốn lá qLR9.1 và qRWC9.1 kiểm soát hàm lượng nước tương đối trên giống lúa ST25.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
References
Barik, S. R., Pandit, E., Pradhan, S. K., Mohanty, S. P., & Mohapatra, T. (2019). Genetic mapping of morpho-physiological traits involved during reproductive stage drought tolerance in rice. Plos One, 14(12), e0214979.
https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0214979.
Cakmak, I., & Kirkby, E. A. (2008). Role of magnesium in carbon partitioning and alleviating photooxidative damage. Physiologia Plantarum, 133(4), 692-704.
https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2007.01042.x
Cruz de Carvalho, M. H. (2008). Drought stress and reactive oxygen species: production, scavenging and signaling. Plant Signaling and Behavior, 3(3), 156-165. https://doi.org/10.4161/psb.3.3.5536
De Melo, F. R. J., Gutsch, A., De Caluwe´, T., Leloup, J. C., Gonze, D., Hermans, C., Webb, A, A. R ., & Verbruggen, N. (2021). Magnesium maintains the length of the circadian period in Arabidopsis. Plant Physiology, 185(2), 519–532. https://doi.org/10.1093/plphys/kiaa042
Anh, Đ. V., Dũng, N. A., Tứ, T. V., & Chinh, N. D. (2015). Khả năng chịu hạn của các giống lúa ngắn ngày, năng suất cao cho vùng đất cạn và vùng đất khó khăn về nước. Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam, 1(55), 21-29.
Hansen, J., & Møller, I. B. (1975). Percolation of starch and soluble
carbohydrates from plant tissue for quantitative determination with
anthrone. Analytical Biochemistry, 68(1), 87-94.
Heath, R. L., & Packer, L. (1968). Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I.
Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of
Biochemistry and Biophysics, 125(1), 189-198. https://doi.org/10.1016/0003-9861(68)90523-7
Hitomi, K., & Getzoff, E. D. (2013). Going Green: Phytohormone Mimetics for Drought Rescue. Department of Integrative Structural and Computational Biology and Skaggs Institute for Chemical Biology. Plant Physiol, 163(3), 1087–1088. https://doi.org/10.1104/pp.113.227660
Hostettler, C., K., Santelia, K. D., Streb, S., Kötting, O., & Zeeman, S. C. (2011). Analysis of starch metabolism in chloroplasts. Chloroplast Research in Arabidopsis. 10.1007/978-1-61779-237-3_21.
Được, H. V., Lang, N. T. Tầm, B. T., & Tư, P. T. B. (2017). Ứng dụng chỉ phị phân tử chọn giống lúa có hàm lượng amylose thấp trên quần thể lai hồi OM6976/Jasmine 85//OM6976. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 7(80), 3-8.
Ji, K., Wang, Y., Sun, W., Lou, Q., Mei, H., Shen, S., & Chen, H. (2012). Drought-responsive mechanisms in rice genotypes with contrasting drought tolerance during reproductive stage. Journal of Plant Physiology, 169(4), 336-344. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2011.10.010
Joshi, R., & Pratima, S. B (2022). Role of Silicon in Abiotic Stress Management in Crops. Vigyan Varta, 3(8), 131-133. https://doi.org/10.22271/ed.book.1881
Ketehouli, T., Quoc, V. H. N., Dong, J., Do, H. T., Li, X., & Wang, F. (2022). Overview of the roles of calcium sensors in plants’ response to osmotic stress signalling. Functional Plant Biology, 49(7), 589-599. https://doi.org/10.1071/FP22012
Khan, I., Awan, S. A., Rizwan, M., Brestic, M., & Xie, W. (2022). Silicon: an essential element for plant nutrition and phytohormones signaling mechanism under stressful conditions. Plant Growth Regulation, 100(1), 301-319. https://doi.org/10.1007/s10725-022-00872-3
Pandey, V., & Shukla, A. (2015). Acclimation and Tolerance Strategies of Rice under Drought Stress. Rice Science, 22(4), 147-161. https://doi.org/10.1016/j.rsci.2015.04.001
Rocha, G. A., & Vothknecht, U. C. (2012). The role of calcium in chloroplasts—an intriguing and unresolved puzzle. Protoplasma, 249(4), 957–966.
https://doi.org/10.1007/s00709-011-0373-3ontiers in Plant Science
Shao, HB., Chu, LY., Jaleel, C. A., & Zhao, CX. (2008). Water-deficit stress-induced anatomical changes in higher plants. Science Direct, 331(2008), 215–225. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2008.01.002
Shaul, O. (2002). Magnesium transport and function in plants: the tip of the iceberg. Biometals, 15(3): 307–321. https://doi.org/10.1023/A:1016091118585
Siddiqui, M.N., Léon, J., Naz. A. A., & Ballvora, A. (2021). Genetics and genomics of root system variation in adaptation to drought stress in cereal crops. Journal of Experimental Botany, 72(4), 1007-1019. https://doi.org/10.1093/jxb/eraa487
Sơn, T. N., Thành, V. C., Hương, V. L., Nhi, Đ. T. Y., Dương, T. T. T., Đình, N. T., & My, T. T. D. (2020). Nghiên cứu khả năng chịu hạn liên quan đến hình thái rễ và cấu trúc khí khổng của 12 giống lúa mùa (Oryza sativa L.) trong điều kiện hạn nhân tạo. Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ. Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam, 63(2), 27-32.
Sen, T. T. H., Đông, T. T. H., Nhi, P. T. P., Sen, T. T., & Quang, T. M. (2017). Khả Năng Chịu Hạn Của Một Số Dòng/Giống Lúa Trong Điều Kiện Nhà Lưới. Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế. Tạp chí Khoa học-Đại học Huế, 126(3), 85-96.
Ngọc, T. T. (2016). Đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng và phát triển của dòng lúa thuần mới chọn tạo (CD 56 nâu) trong vụ xuân 2011 tại trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội. Chuyền đề tốt nghiệp ngành Khoa học cây trồng. Đại học nông nghiệp Hà Nội.
Wellburn, A. R. (1994). The spectral determination of chlorophylls a and b, as
well as total carotenoids, using various solvents with
spectrophotometers of different resolution. Journal of Plant Physiology,
144(3), 307-313.
White, J. P., & Broadley, M. R. (2003). Calcium in Plants. Annals of Botany, 92(4), 487–511. https://doi.org/10.1093/aob/mcg164
Yamamoto, Y., Kobayashi, Y., & Matsumoto, H. (2001). Lipid peroxidation is
an early symptom triggered by aluminum, but not the primary cause of
elongation inhibition in pea roots. Plant Physiology, 125(1), 199-208.