Amelioration of sucrose metabolism and yield changes, in storage roots of NaCl-stressed sugarbeet, by ascorbic acid [Beta vulgaris L. ssp. saccharifera]
2005
Mohsen Ebrahim, K.H. (Tanta Univ. (Egypt). Dept. of Botany)
English. NaCl-stress caused a great reduction in sucrose accumulation and yield and biomass production by roots of sugarbeet plants grown for 6 months in greenhouse. Irrigating plants with saline water (100 and 200 mM) reduced the leaf concentration of total carbohydrates and proteins, particularly at 200 mM NaCl. In contrast, soluble sugars and proteins and total free amino acids (TAA), including proline, were progressively accumulated as NaCl level increased. 100 mM NaCl induced a marked increase in activity of sucrose-degrading enzymes [alkaline and acid invertases (IVs) and sucrose synthase (SS)] and hexose concentration in storage roots, but a reverse trend was observed at 200 mM NaCl. However, sucrose-phosphate synthase (SPS) activity and sucrose accumulation were progressively suppressed as salinity level increased. Applying ascorbic acid, especially at 4 mM, to sugarbeet alleviated the adverse effects by increasing the salt-tolerance of plant. This counteraction was associated with no change in SS activity, but with a distinct increase in all other tested characters, except leaf proline, root hexose accumulation and IV activities, that were evidently retarded. This response may indicate a specific role of ascorbic acid in sucrose and protein metabolism. It may also explain the role of soluble sugars, proteins, TAA and proline in osmotic adjustment. Results showed also a negative correlation between sucrose accumulation in roots and IV and SS activities, that, in turn, were positively correlated with hexose concentration. Conversely, SPS activity was directly correlated with sucrose accumulation, confirming a decisive role of this enzyme with IVs in regulation of sugar storage by roots. Possible regulation and energetic differences between all sucrose-metabolizing enzymes are discussed
Show more [+] Less [-]Italian. [Lo stress salino determinava una forte riduzione dell´accumulo di saccarosio e resa e produzione di biomassa delle radici di bietola da zucchero allevata per 6 mesi in serra. L´irrigazione delle piante con acqua salina (100 e 200 mM) riduceva la concentrazione fogliare di carboidrati e proteine totali, particolarmente a 200 mM di NaCl. Al contrario, all´aumentare del livello di NaCl, zuccheri e proteine solubili e amino acidi liberi totali (TAA), compresa la prolina, erano accumulati progressivamente. L´NaCl a 100 mM induceva un aumento marcato di attività degli enzimi che degradano il glucosio [invertasi alcaline e acide (IV) e saccarosio sintetasi (SS)] e la concentrazione di esosi nelle radici, ma è stato osservato un comportamento contrario a 200 mM. Tuttavia, l´attività della saccarosio-fosfato sintetasi (SPS) e l´accumulo di saccarosio erano inibiti all´aumento della salinità. La somministrazione di acido ascorbico, specialmente a 4 mM, mitigava gli effetti negativi, aumentando la tolleranza alla salinità. Questa azione non era associata a cambiamenti di attività della SS, ma a un netto incremento degli altri caratteri indagati, salvo la prolina delle foglie, l´accumulo di esosi e l´attività delle IV nelle radici, che erano ritardate. Questa risposta indica un ruolo specifico dell´acido ascorbico nel metabolismo di saccarosio e proteine. Può pure spiegare il ruolo di zuccheri solubili, proteine, TAA e prolina nell´adattamento osmotico. I risultati hanno pure dimostrato una correlazione negativa fra accumulo di saccarosio e attività delle IV e della SS, che, a loro volta, erano correlate positivamente con la concentrazione di esosi. Al contrario, l´attività della SPS era correlata direttamente con l´accumulo di saccarosio, confermando il ruolo decisivo di questo enzima con le IV nella regolazione dell´accumulo di zucchero nelle radici. Sono discusse la possibile regolazione e le differenze energetiche fra tutti gli enzimi del metabolismo degli zuccheri.]
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