低塩分は干ばつストレス下での光合成性能を向上させる

Low Salinity Improves Photosynthetic Performance in Under Drought Stress.

• Tabassum Hussain
• Hans-Werner Koyro
• Wensheng Zhang
• Xiaotong Liu
• Bilquees Gul
• Xiaojing Liu

抄録

塩分と干ばつは、世界的に食用作物の生産を制限する 2 つの生物学的ストレスが同時に発生することが多い。本研究の目的は，干ばつと塩分が植物の反応に及ぼす個別の影響と複合的な影響を区別することである。生育反応は以下の通りであった。0 ≈100 > 100 + D > > D ≈300 ≈300 + D. 成長は光合成と直接相関していた。純光合成、気孔コンダクタンス、細胞間CO、蒸散、リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ(Rubisco)、リブロース1,5-ビスリン酸(RuBP)再生、及びトリオースリン酸利用タンパク質(例えば、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ)は、コントロールで最も高く、300 + Dで最も低下したが、100 + Dでは干ばつと比較して有意に良好な成績を示した。光化学的消光とともに、光化学系 II (PSII)の最大効率と実際の効率は、光収穫時の光化学的消光とともに、与えられた施 策における植物の成長と現代の CO/HO ガス交換パラメータに類似していた。また，塩分処理と干ばつ処理では，植物の水利用効率が向上しており，これは植物の高い保水能力を反映していると考えられる。この相乗効果は、炭素同化と浸透圧調整におけるNaとClの正の役割を実証している。対照的に、高塩分と干ばつの組み合わせは、単一のストレスと比較して植物の負の反応を強め、水の利用可能性とイオン毒性の拮抗的な影響を実証した。

Salinity and drought are two often simultaneously occurring abiotic stresses that limit the production of food crops worldwide. This study aimed to distinguish between the separate and combined impacts of drought and salinity on the plant response. was cultivated in a greenhouse under the following growth conditions: control, 100 mM NaCl (100) and 300 mM NaCl (300) salinity, drought (D; 30% irrigation), and two combinations of salinity and drought (100 + D and 300 + D). The growth response was as follows: 0 ≈ 100 > 100 + D > > D ≈ 300 ≈ 300 + D. Growth correlated directly with photosynthesis. The net photosynthesis, stomatal conductance, intercellular CO, transpiration, ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase (Rubisco), ribulose 1,5-bisphosphate (RuBP) regeneration, and triose phosphate utilization protein (e.g., phosphoenolpyruvate carboxylase) were highest in the control and declined most at 300 + D, while 100 + D performed significantly better as compared to drought. Maximum and actual photosystem II (PSII) efficiencies, along with photochemical quenching during light harvesting, resemble the plant growth and contemporary CO/HO gas exchange parameters in the given treatments. Plant improves water use efficiency under salt and drought treatments, which reflects the high water conservation ability of . Our findings indicate that the combination of low salinity with drought was able to minimize the deleterious effects of drought alone on growth, chlorophyll content, cell integrity, photosynthesis, leaf water potential, and water deficit. This synergetic effect demonstrates the positive role of Na and Cl in carbon assimilation and osmotic adjustment. In contrast, the combination of high salinity and drought enforced the negative response of plants in comparison to single stress, demonstrating the antagonistic impact of water availability and ion toxicity.

Copyright © 2020 Hussain, Koyro, Zhang, Liu, Gul and Liu.