Effect of mixed salt stress on malondialdehyde, proteins and antioxidant enzymes of Leymus chinensis in three leaf colors

Abstract

The mixed salt stress is common in nature. Salt stressalways affects plant growth. Different plant species have different adaptive capacity to salty soil. Leymus chinensis is an herbaceous plant with different leaf colors. However, little research was conducted to explore the different tolerance mechanisms to salt stress among the three different leaf colour genotypes of Leymus chinensis (grey green, transitional color, yellow green). Pot experiments for Leymus chinensis in three leaf colors were conducted under mixed salt treatments in 2010. Malondialdehyde (MDA) and protein concentrations, and the activity of various antioxidant enzymes [i.e., superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR), dehydroascorbate reductase (DHAR) and monodehydroascorbate reductase (MDHAR)] were determined and compared among the three leaf color genotypes of Leymus chinensis. The concentrations of MDA and protein, and the activity of antioxidant enzymes showed an increasing trend with increasing pHs in almost all three leaf colors, and all of them became highest when salt stress and pH values were also highest. Moreover, antioxidant enzymes were the highest in the grey-green leaf color, and the lowest in the yellow green leaf color after exposure to the same pH treatment. The results suggested that all three leaf colors of Leymus chinensis were tolerant to salt stress, and the salt-tolerance declined according to the order of grey green > transitional color > yellow green of Leymus chinensis. This study can give us a better understanding of the intra-species adaptation to mixed salt soils.

El estrés causado por mezcla de sales en el suelo es común en la naturaleza. El estrés salino siempre afecta el crecimiento de las plantas. Plantas de especies diferentes difieren en su capacidad de adaptación al estrés por sales en el suelo. Leymus chinensis es una planta herbácea con diferentes colores foliares. Sin embargo, se han conducido pocos estudios tendientes a determinar los diferentes mecanismos de tolerancia al estrés salino entre los tres genotipos de color foliar diferente de L. chinensis (grisáceo verdoso, color intermedio, amarillo verdoso). En 2010, se condujeron experimentos en macetas usando genotipos de L. chinensis de tres colores diferentes de hoja expuestos o no a tratamientos conteniendo una mezcla de sales. Las concentraciones de aldehído malónico (MDA) y proteínas, y la actividad de varias enzimas antioxidantes [es decir, la superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), ascórbico peroxidasa (APX), glutatión reductasa (GR), dehidroascórbico reductasa (DHAR) y monodehidroascórbico reductasa (MDHAR)] se determinaron y compararon entre los tres genotipos de color foliar diferente de L. chinensis. Las concentraciones de MDA y proteínas, y la actividad de enzimas antioxidantes mostraron una tendencia a incrementarse a mayores pHs en casi todos los colores foliares, y las tendencias en los tres colores foliares alcanzaron su punto máximo cuando el estrés salino y los valores de pH fueron máximos. Más aún, las concentraciones de las enzimas antioxidantes fueron las más altas en el color grisáceo verdoso, intermedias en el color intermedio, y las más bajas en el color amarillo verdoso después de la exposición al mismo tratamiento de pH. Los resultados sugirieron que los genotipos de los tres colores foliares de L. chinensis fueros tolerantes al estrés salino, y la tolerancia a la sal declinó de acuerdo al orden grisáceo verdoso > color intermedio > amarillo verdoso de L. chinensis. Este estudio puede proveer un mejor entendimiento de la adaptación intraespecífica de L. chinensis a suelos salinos.