Physiological and phytochemical aspects of the salt stress response of the dioecious species Rumex thyrsiflorus Fingerh.

Szczaw rozpierzchły (Rumex thyrsiflorus Fingerh.) posiada charakterystyczne chromosomy płci (osobniki żeńskie: 2n = 12A + XX, męskie: 2n = 12A + XY1Y2). Gatunek ten cieszy się dużym zainteresowaniem badawczym ze względu na dymorfizm płciowy i wytwarzane metabolity wtórne, głównie związki fenolowe, które swoje zastosowanie znajdują w farmakologii. Celem eksperymentu było ustalenie, czy reakcja na stres solny różni się w zależności od płci i czy odpowiednie stężenie NaCl w pożywce hodowlanej może zwiększyć biosyntezę związków fenolowych w kulturach zawiesinowych kalusa i hodowli hydroponicznej regenerantów płci żeńskiej oraz męskiej.Zregenerowane rośliny uzyskano w drodze pośredniej organogenezy, na pożywce MS z 0,5 mg/l TDZ z hipokotyli wyizolowanych z 11-dniowych siewek. Kulturę zawiesinową uzyskano z kalusa otrzymanego na pożywce MS z 0,4 mg/l BAP + 1 mg/l 2,4-D. Badania wykazały, że reakcja na stres solny jest zależna od płci i stężenia NaCl w podłożu hodowlanym. W przypadku kalusa uzyskanego z hipokotyli pobranych z żeńskich i męskich siewek zanotowano znaczny spadek wartości parametrów morfometrycznych u obu płci na podłożu z 0.75% NaCl, natomiast w przypadku płci męskiej podobną redukcję zaobserwowano również przy stężeniu 1% NaCl. Stężenie 0.5% NaCl powodowało spadek wartości parametrów morfometrycznych, względnej zawartości wody (RWC), zawartości barwników fotosyntetycznych i aktywności fotosyntetycznej regenerantów niezależnie od płci. Aczkolwiek, regeneranty hodowane na podłożu z 0.5% NaCl wykazywały wyższe stężenia badanych związków fenolowych w porównaniu z tkanką kalusową. Optymalnym stężeniem NaCl w podłożu hodowlanym do zwiększenia biosyntezy związków fenolowych w kalusie było 0.75% w przypadku płci żeńskiej, oraz 0.25% w przypadku płci męskiej.Wyniki eksperymentu dotyczącego reakcji roślin na stres solny w zależności od płci są cenne w badaniach odporności roślin na stresy środowiskowe w rolnictwie i ekosystemach. Stanowią również punkt wyjścia do badań nad zwiększeniem produkcji istotnych farmakologicznie związków poprzez zmiany poziomu zasolenia podłoża oraz nad znaczeniem dwupienności w fitochemii.Thyrse sorrel (Rumex thyrsiflorus Fingerh.) has characteristic sex chromosomes (females: 2n = 12A + XX, males: 2n = 12A + XY1Y2). This species is of great interest for research due to its sexual dimorphism and the production of secondary metabolites, mainly phenolic compounds used in pharmacology. The aim of the experiment was to determine whether the response to salt stress differs according to sex and whether the appropriate NaCl concentration in the culture medium can increase the biosynthesis of phenolic compounds in callus suspension cultures and hydroponic cultures of female and male regenerants.Regenerated plants were obtained through indirect organogenesis on a MS medium containing 0.5 mg/l TDZ, using hypocotyls isolated from 11-day-old seedlings. Suspension culture was obtained from callus formed on a MS medium supplemented with 0.4 mg/L BAP and 1 mg/L 2,4-D. Research has indicated that the response to salt stress is influenced by both sex and NaCl concentration in the culture medium. When callus obtained from hypocotyls sourced from both female and male seedlings was examined, a significant reduction in morphometric parameters was observed in both genders when cultured on medium containing 0.75% NaCl. In the case of male callus, a similar reduction was observed at 1% NaCl concentration. Moreover, a concentration of 0.5% NaCl resulted in a reduction in morphometric parameters, relative water content (RWC), photosynthetic pigment concentration, and photosynthetic activity among regenerants, irrespective of their sex. Nevertheless, regenerants cultivated on media with 0.5% NaCl exhibited higher concentrations of the phenolic compounds tested compared to callus tissue. The optimal NaCl concentration in the culture medium for enhancing the biosynthesis of phenolic compounds in the callus was determined to be 0.75% for females and 0.25% for males.The results of the experiment on the sex-dependent response of plants to salt stress are valuable for studying the resistance of plants to environmental stress in agriculture and ecosystems. They are also a starting point for research on increasing the production of pharmacologically important compounds by changing the salinity level of the substrate and on the importance of dioecy in phytochemistry