Aluminium reduces sugar uptake in tobacco cell cultures: a potential cause of inhibited elongation but not of toxicity

Aluminium is well known to inhibit plant elongation, but the role in this inhibition played by water relations remains unclear. To investigate this, tobacco (Nicotiana tabacum L.) suspension-cultured cells (line SL) was used, treating them with aluminium (50 μM) in a medium containing calcium, sucrose, and MES (pH 5.0). Over an 18 h treatment period, aluminium inhibited the increase in fresh weight almost completely and decreased cellular osmolality and internal soluble sugar content substantially; however, aluminium did not affect the concentrations of major inorganic ions. In aluminium-treated cultures, fresh weight, soluble sugar content, and osmolality decreased over the first 6 h and remained constant thereafter, contrasting with their continued increases in the untreated cultures. The rate of sucrose uptake, measured by radio-tracer, was reduced by approximately 60% within 3 h of treatment. Aluminium also inhibited glucose uptake. In an aluminium-tolerant cell line (ALT301) isogenic to SL, all of the above-mentioned changes in water relations occurred and tolerance emerged only after 6 h and appeared to involve the suppression of reactive oxygen species. Further separating the effects of aluminium on elongation and cell survival, sucrose starvation for 18 h inhibited elongation and caused similar changes in cellular osmolality but stimulated the production of neither reactive oxygen species nor callose and did not cause cell death. We propose that the inhibition of sucrose uptake is a mechanism whereby aluminium inhibits elongation, but does not account for the induction of cell death

Genç pirinç fidelerine dışarıdan glisinbetain uygulanmasıyla, tuza (NaCl) toleransının arttırılmasında antioksidant enzim aktivitesinin rolünün araştırılması

Bu çalışmada, farklı tuz toleransına sahip iki çeltik (Oryza sativa L.) çeşidi (Pokkali ve IR-28)'ne dıştan uygulanan glisinbetainin (GB), NaCl stresine bağlı olarak oluşan oksidatif zarara karşı koruyucu rolü, büyüme parametreleri (kök ve gövde), bağıl su içeriği, net fotosentetik verim, fotosentetik pigment içeriği, protein, prolin, malondialdehit miktarları ve süperoksit dismutaz (SOD), askorbat peroksidaz (AP), katalaz (CAT), peroksidaz (POX) ve glutasyon redüktaz (GR) gibi antioksidant enzim aktiviteleri araştırılmıştır.Tuz uygulamasına bağlı olarak Pokkali'nin SOD, AP, CAT ve GR aktivitelerinde artış, POX aktivitesinde ise azalma görülürken; IR-28'in SOD, AP, ve POX aktivitelerinde artış, CAT ve GR aktivitelerinde ise azalma görülmüştür.GB ön muamelesi Pokkali'de, tuza bağlı olarak artan SOD, AP, CAT ve GR aktivitelerini azaltmış ve tuz stresiyle azalan POX'ı arttırmıştır.Buna karşın GB ön uygulamasıyla IR-28'de NaCl stresiyle SOD ve AP'ın artan aktivitelerinin daha çok teşvik edildiği, CAT ve GR'da oluşan azalmanın önlendiği ve POX'daki artışın ise azaldığı görülmüştür

Brassinosteroidin tuz stresine maruz bırakılan arabidopsis mutantı (DET2) üzerindeki fizyolojik ve biyokimyasal etkilerinin araştırılması

Arabidopsis thaliana’nın yabani tipi Columbia ve brassinosteroid sentezleyemeyen det2 mutantında, 24-epibrassinolid (24-epiBL)’in tuz stresi altında, büyüme parametreleri (kök ve gövde), yaprak bağıl su içeriği, fotosentetik verim, yaprak su potansiyeli, fotosentetik pigment içeriği, prolin ve malondialdehit miktarları, H2O2 birikimi, ve süperoksit dismutaz (SOD), askorbat peroksidaz (APX), katalaz (CAT), peroksidaz (POX) ve glutasyon redüktaz (GR) gibi antioksidant enzimlerin total ve izozim aktiviteleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. 24-epiBL, tuz stresinin det2’nin kök ve gövde uzunluğu ve kök yaş ağırlığında oluşturduğu azalmayı iyileştirmiştir. Tuz stresi altında det2’nin bağıl su içeriğinin, pigment miktarlarının, H2O2 birikiminin, lipit peroksidasyonunun ve total APX aktivitesinin korunması ve GR aktivitesinin artması, Columbia’ya göre tuz stresinden daha az etkilendiğini göstermektedir. Ancak Columbia’da tuz stresine bağlı olarak bağıl su içeriği ve total APX aktivitesi azalmış, pigment miktarları, H2O2 içeriği ve lipit peroksidasyonu artmıştır. 24-epiBL, Columbia’da, tuz stresinin azalttığı Mn-SOD4, total CAT, CAT2 ve CAT3 aktivitelerini ve det2’de ise Fe-SOD2 ve CAT aktivitelerini korumuştur. Brassinosteroid biyosentezi inhibitörü Brz2001, Mn-SOD4, Mn-SOD7, total POX, POX1, POX2 ve total APX aktivitelerinde tuz stresiyle oluşan azalmaları önlemiş, Mn-SOD3, Fe-SOD1 ve Fe-SOD2 aktivitelerini teşvik etmiş ve yaprak nispi su içeriği, kök yaş ve kuru ağırlığındaki düşüşleri engelleyerek tuz stresinin Columbia’da oluşturduğu oksidatif zararı iyileştirmiştir. Sonuç olarak, BRS yoksunluğunun in vivo fizyolojik stres durumu yaratarak antioksidan savunma sistemini aktifleştirdiği ve böylece tuz stresine karşı tolerans sağladığı söylenebilir

A role of Salicylic acid in toxic responses to aluminum in tobacco

48th Annual Meeting of the Japanese-Society-of-Plant-Physiologists -- MAR 28-30, 2007 -- Ehime, Matsuyama, JAPANWOS: 000245922701144Japanese Soc Plant Physio

Tuz stresi uygulanan domates bitkilerinin bazı fizyolojik özellikleri ve toplam protein miktarı üzerine bitki aktivatörünün etkisi

The effect of a plant activator called as Stubble-Aid on the growth, leaf relative water content (RWC), chlorophyll fluorescence (Fv/Fm), stomatal conductance and total soluble protein content in tomato (Lycopersicum esculentum Mill.) plants exposed to 100 mM NaCl were studied. After spraying a plant activator ;quot;Stubble-Aid;quot; (%0.5) to leaves and the soil of tomato plants at 4-6 leaf stage, 100 mM NaCl was applied to the soil of tomato plants and then the physiological and biochemical parameters above were measured at different stages of the plant growth. Stubble-Aid prevented the decrease in leaf relative water content (RWC), chlorophyll fluorescence (Fv/Fm), stomatal conductance and total soluble protein content caused by 100 mM NaCl. It can be concluded from these results that this plant activator can enhance the tolerance of tomato plants against salt stress.100 mM NaCl uygulanan domates (Lycopersicum esculentum Mili.) bitkilerinde, bir bitki aktivatörü olan Stubble-Aid'in büyüme, yapraktaki oransal su içeriği (RWC), klorofil flüoresansı (Fv/Fm), stoma iletkenliği ve toplam protein içeriği üzerindeki etkisi araştırılmıştır. 4-6 yapraklı evredeki domates bitkilerinin yapraklarına ve toprağa %0.5'lik Stubble-Aid püskürtüldükten sonra 100 mM NaCl uygulanmış ve gelişimin farklı büyüme evrelerinde, belirtilen fizyolojik ve biyokimyasal parametreler ölçülmüştür. Stubble-Aid, 100 mM NaCl'ün yapraktaki oransal su içeriği (RWC), klorofil flüoresansı (Fv/Fm), stoma iletkenliği ve toplam protein içeriğinde neden olduğu azalmayı önlemiştir. Bu sonuçlar göz önüne alındığında bir bitki aktivatörü olan Stubble-Aid'in domates bitkilerinin tuz stresine karşı toleransını arttırdığı söylenebilir

A novel mechanism of aluminium-induced cell death involving vacuolar processing enzyme and vacuolar collapse in tobacco cell line BY-2

WOS: 000326060800024PubMed ID: 23891542The role of vacuole in the cell death mechanism induced by aluminium (Al) was investigated in tobacco (Nicotiana tabacum L) cell line BY-2. Cells at logarithmic phase of growth were treated without (control) or with Al (up to 150 mu M) in a treatment medium containing CaCl2, sucrose and 2-(N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES) buffer (pH 5.0). After 18 h treatment, both the integrity of the plasma membrane (estimated by Evans blue uptake) and growth capacity (estimated by post-Al treatment growth in nutrient medium) were decreased, while the activity of vacuolar processing enzyme (VPE) was increased, in the Al dose-dependent manner. The activity of the vacuole (estimated by neutral red uptake) was slightly increased at 50 mu M then decreased with an increase in Al concentration. Direct observation of morphological changes of vacuole in a transgenic BY-2 expressing GFP-AtVam3p fusion protein localized on tonoplast indicated Al-induced collapse of vacuole. Time-course experiments indicated that both an increase in VPE activity and a loss of growth capacity were clearly observed at 6 h of the treatment time, prior to the loss of plasma membrane integrity. The presence of Ac-YVAD-CHO (an inhibitor effective to VPE) during Al treatment suppressed a loss of plasma membrane integrity. The expression of VPE genes (VPE-1a, VPE-1b) were significantly enhanced by Al treatment Taken together, we conclude that an enhancement of WE activity by Al is controlled at transcriptional level, and is a key factor leading to a loss of integrity of the plasma membrane and a loss of growth capacity. (C) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology of JapanMinistry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan (MEXT) [21580078, 24380039]; Ohara Foundation for Agricultural Science; Okayama UniversityWe thank Prof. Toshiyuki Nagata (Hosei University, Tokyo) for providing us with BY-2 cell line and Dr. Talcuya Furuichi (Gifu Women's University, Gifu) for valuable discussion. This study was supported by a Grant-in-Aid for General Scientific Research from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology of Japan (nos. 21580078, 24380039) and the Ohara Foundation for Agricultural Science. T.D. was supported by JASSO scholarship from Okayama University