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    Physiological mechanisms and growth responses of sweet potato subjected to salinity

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    For the development of salt-tolerant sweet potato varieties, either through breeding or biotechnology, an appropriate salinity screening tool is necessary for the identification of tolerant or sensitive genotype. Our overall objectives for this study were to develop a suitable, reliable and rapid salinity screening tool in view of salt tolerance mechanism in sweet potato under salinity. To better understand the tolerance mechanisms; leaf level ion uptake and distribution patterns by transpirational water loss and leaf level ROS scavenging antioxidant enzyme activities were evaluated under salinity. Additionally, different ion extraction methods were tested which will contribute to the development of reliable salinity screening tool in sweet potato genotypes. All the experiments were conducted in the greenhouse and VPD (vapor pressure deficit) chambers of the Hans-Rutenberg Institute of Tropical Agricultural Sciences, University of Hohenheim, Germany, in a hydroponic system. Twelve genotypes of sweet potato were collected from Bangladesh Agricultural Research Institute (BARI) and used to evaluate salt thresholds with salt tolerance mechanisms for a wide range of salinity levels (0, 50, 100, and 150 mM NaCl). First, genotypic thresholds were determined for 12 sweet potato genotypes exposed to salinity, whereupon it was found that 75 mM root zone salinity (NaCl) was the threshold for sweet potato. The genotypic threshold was estimated from the dry matter accumulation that began to decrease under the influence of salinity. It was found that genotypic thresholds were negatively linearly correlated with the difference between tissue K content at 75 mM NaCl and tissue K content at controlled salinity in the root zone. This information is very important for identifying the salt tolerant and sensitive genotype of sweet potato. Second, the uptake and distribution of Na, K, and Cl ions by transpiration, across different-aged leaves, were studied to better understand the mechanisms of salt tolerance in sweet potato. Two different sweet potato genotypes were subjected to salt stress of 0 and 50 mM NaCl in artificially dry (VPD 2.27 kPa) and humid (VPD 0.76 kPa) chambers. We found that cumulative water loss per unit leaf area was twice as high at a VPD of 2.27 kPa, but Na uptake remained the same. No relationship was observed between water loss from individual leaves and Na or Cl uptake. About 30% more Na was distributed in the petioles of salt tolerant genotype compared to leaf blades, while the opposite was observed in salt sensitive sweet potato genotype and VPD had no effect on Na distribution. Third, the activities of ROS scavenging antioxidant enzymes were evaluated with respect to different leaf age, in two different genotypes of sweet potato under 100 mM salinity. In general, antioxidant enzymes in sweet potato do not respond to salt stress but are altered by the effects of leaf position, leaf age, duration of stress, and genotype. No effect of Na on antioxidant enzyme activities was found under salt stress in sweet potato leaves. However, the significant positive correlation between K concentration and the level of SOD (super oxide dismutase) in older leaves suggests that SOD contributes to the maintenance of a high K concentration to protect photosynthetic activity. In summary, this study shows that sweet potato responds differently to salinity depending on the genotype, and that the threshold beyond which yield decreases is 75 mM NaCl. Genotypic threshold strongly linked to high tissue K content under increasing salinity that suggests a salt tolerance mechanisms in sweet potato. Salt-tolerant sweet potatoes distribute significant amounts of Na and K in their petioles. Young leaves of the tolerant genotype contain more K under salt stress. GR and positive relationship between K concentration and SOD in salt tolerant genotypes indicate some tolerance mechanisms. So, a screening tool is proposed for sweet potato based on the genotypic ability to maintain high tissue K levels under increasing salinity level.F├╝r die Entwicklung salztoleranter S├╝├čkartoffelsorten, sei es durch Z├╝chtung oder Biotechnologie, ist ein geeignetes Salzgehalt-Screening-Instrument erforderlich, um tolerante oder empfindliche Genotypen zu identifizieren. Unsere ├╝bergeordneten Ziele f├╝r diese Studie waren die Entwicklung eines geeigneten, zuverl├Ąssigen und schnellen Screening-Tools f├╝r die Salztoleranz von S├╝├čkartoffeln unter Salinit├Ąt. Um die Toleranzmechanismen besser zu verstehen, wurden die Ionenaufnahme und die Verteilungsmuster auf Blattebene durch den transpiratorischen Wasserverlust sowie die Aktivit├Ąten der antioxidativen ROS-F├Ąngerenzyme auf Blattebene unter Salzbelastung bewertet. Dar├╝ber hinaus wurden verschiedene Methoden zur Ionenextraktion getestet, die zur Entwicklung eines zuverl├Ąssigen Screening-Tools f├╝r den Salzgehalt von S├╝├čkartoffel-Genotypen beitragen werden. Alle Versuche wurden im Gew├Ąchshaus und in VPD-Kammern (Vapor Pressure Deficit) des Hans-Rutenberg-Instituts f├╝r Tropische Agrarwissenschaften der Universit├Ąt Hohenheim in einem Hydrokultursystem durchgef├╝hrt. Zw├Âlf Genotypen von S├╝├čkartoffeln wurden vom Bangladesh Agricultural Research Institute (BARI) gesammelt und zur Bewertung von Salzschwellenwerten mit Salztoleranzmechanismen f├╝r eine breite Palette von Salzgehalten (0, 50, 100 und 150 mM NaCl) verwendet. Zun├Ąchst wurden die genotypischen Schwellenwerte f├╝r 12 S├╝├čkartoffelgenotypen bestimmt, die dem Salzgehalt ausgesetzt waren, wobei sich herausstellte, dass 75 mM Wurzelzonensalzgehalt (NaCl) der Schwellenwert f├╝r S├╝├čkartoffeln war. Der genotypische Schwellenwert wurde anhand der Trockenmasseakkumulation gesch├Ątzt, die unter dem Einfluss der Versalzung zu sinken begann. Es wurde festgestellt, dass die genotypischen Schwellenwerte negativ linear mit der Differenz zwischen dem Gewebe-K-Gehalt bei 75 mM NaCl und dem Gewebe-K-Gehalt bei kontrolliertem Salzgehalt in der Wurzelzone korreliert waren. Diese Information ist sehr wichtig f├╝r die Identifizierung des salztoleranten und -empfindlichen Genotyps der S├╝├čkartoffel. Zweitens wurde die Aufnahme und Verteilung von Na-, K- und Cl-Ionen durch Transpiration ├╝ber Bl├Ątter unterschiedlichen Alters untersucht, um die Mechanismen der Salztoleranz bei S├╝├čkartoffeln besser zu verstehen. Zwei verschiedene S├╝├čkartoffel-Genotypen wurden in k├╝nstlich trockenen (VPD 2,27 kPa) und feuchten (VPD 0,76 kPa) Kammern einer Salzbelastung von 0 und 50 mM NaCl ausgesetzt. Wir stellten fest, dass der kumulative Wasserverlust pro Blattfl├Ącheneinheit bei einem VPD von 2,27 kPa doppelt so hoch war, die Na-Aufnahme jedoch gleich blieb. Es wurde kein Zusammenhang zwischen dem Wasserverlust einzelner Bl├Ątter und der Na- oder Cl-Aufnahme festgestellt. Etwa 30 % mehr Na wurde in den Blattstielen des salztoleranten Genotyps im Vergleich zu den Blattspreiten verteilt, w├Ąhrend beim salzempfindlichen S├╝├čkartoffel-Genotyp das Gegenteil beobachtet wurde und die VPD keinen Einfluss auf die Na-Verteilung hatte. Drittens wurden die Aktivit├Ąten der ROS-fangenden antioxidativen Enzyme bei zwei verschiedenen Genotypen von S├╝├čkartoffeln unter 100 mM Salzgehalt in Abh├Ąngigkeit vom Blattalter bewertet. Im Allgemeinen reagieren die antioxidativen Enzyme der S├╝├čkartoffel nicht auf Salzstress, sondern werden durch die Auswirkungen der Blattposition, des Blattalters, der Dauer des Stresses und des Genotyps ver├Ąndert. Bei S├╝├čkartoffelbl├Ąttern wurde unter Salzstress keine Auswirkung von Na auf die Aktivit├Ąten antioxidativer Enzyme festgestellt. Die signifikante positive Korrelation zwischen der K-Konzentration und dem Gehalt an SOD (Superoxiddismutase) in ├Ąlteren Bl├Ąttern deutet jedoch darauf hin, dass SOD zur Aufrechterhaltung einer hohen K-Konzentration zum Schutz der photosynthetischen Aktivit├Ąt beitr├Ągt. Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass die S├╝├čkartoffel je nach Genotyp unterschiedlich auf den Salzgehalt reagiert und dass der Schwellenwert, ab dem der Ertrag sinkt, bei 75 mM NaCl liegt. Der genotypische Schwellenwert steht in engem Zusammenhang mit einem hohen K-Gehalt im Gewebe bei zunehmendem Salzgehalt, was auf einen Salztoleranzmechanismus bei S├╝├čkartoffeln schlie├čen l├Ąsst. Salztolerante S├╝├čkartoffeln verteilen erhebliche Mengen an Na und K in ihren Blattstielen. Junge Bl├Ątter des toleranten Genotyps enthalten unter Salzstress mehr K. GR und die positive Beziehung zwischen der K-Konzentration und der SOD in salztoleranten Genotypen deuten auf einige Toleranzmechanismen hin. Es wird also ein Screening-Instrument f├╝r S├╝├čkartoffeln vorgeschlagen, das auf der F├Ąhigkeit des Genotyps beruht, einen hohen K-Gehalt im Gewebe bei steigendem Salzgehalt aufrechtzuerhalten

    WomenÔÇÖs involvement in Organic (Vegetables) Farming System Activities (OFSA) in Samsung district of North-East Thailand

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    This study was designed to determine the extent of involvement that women have in regards to OFSA, as well as explore the relationships between women involved with OFSA and the characteristics they possess. The study was conducted in two villages, Ban Samoang and Ban Sawang in the Samsung District of Northeast of Thailand. One hundred women were randomly selected as a sample from a population of 300. The findings reveal that about three-quarters (70%) of the women have medium to high level of involvement in OFSA, while 30% have low level involvement. The co-relation indicates that age, annual family income, family size, education, training exposure, farming experience and knowledge of farming system of the respondents are positively co-related with their involvement of OFSA. The co-relation also indicates that farm size is negatively co-related with their involvement. The study suggests that problems of womenÔÇÖs involvement in organic vegetables cultivation include lack of knowledge on organic farming system, scarcity of money, limited cooperation, shortage of skilled labor, price of organic vegetables, lack of suitable agricultural machinery for women, and insufficient training. This study recommends women involved in cultivation also face barriers including-sufficient training on production systems, available financial support to the farmers, suitable agricultural instruments and ensuring satisfactory price of organic vegetables will be helpful for organic vegetables cultivation
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