Seed priming with ZNPs reduced expression of salinity tolerance genes in Glycine max L. and improved yield traits | Predtretiranje semen s cinkovimi nano delci je zmanjšalo izražanje genov tolerance na slanost pri soji (Glycine max L.) in izboljšalo lastnosti pridelka

English. Little has been done to evaluate the molecular role of ZnO nanoparticles (ZNPs) in regulating biochemical processes and plant yield in response to salt-induced stress. In this study, the molecular response of salt-stressed soybean (‘Giza111’) was assessed under different concentrations of ZNPs (25, 50, 100, and 200 mg l-1) by measuring some osmolytes, yield parameters, and Na+ and K+ content. The impact of salinity on the mRNA expression levels of three key salt-tolerance related genes (GmCHX1, GmPAP3, and GmSALT3) using qRT-PCR was also determined. The high level of salinity (250 mM NaCl) led to a significant increase in Na+ content, total soluble proteins, and total soluble carbohydrates and significantly upregulated gene expression of GmCHX1, GmPAP3, and GmSALT3, while reducing K+ content, K+/Na+ ratio and all yield parameters compared to control plants. Soaking soybean seeds in various ZNP concentrations, on the other hand, increased K+ content and K+/Na+ ratio while decreasing Na+ content, total soluble proteins, and total soluble carbohydrates in stressed plants, particularly at 50 mg l-1 ZNPs. Furthermore, GmCHX1, GmPAP3, and GmSALT3 expressions were all downregulated at 50 mg l-1 ZNPs, which ultimately improved soybean yield parameters. Accordingly, these results recommend the application of 50 mg l-1 ZNPs for improving the productivity of soybean cultivated in saline soils.

Slovenian. Malo je bilo narejenega za ovrednotenje molekularne vloge nano delcev ZnO (ZNPs) pri uravnavanju biokemičnih procesov in pridelka rastlin kot odziva na slanostni stres. V tej raziskavi je bil ocenjen molekularni odziv na solni stres pri soji (‘Giza111’) pri uporabi različnih koncentracij ZNPs (25, 50, 100, in 200 mg l-1) z meritvami nekaterih osmotikov, parametrov pridelka in vsebnosti Na+ in K+. Vpliv slanosti na količino mRNK treh ključnih s toleranco na slanost povezanih genov (GmCHX1, GmPAP3, in GmSALT3) je bil določen z uporabo qRT-PCR metode. Velika slanost (250 mM NaCl) je vodila k znatnemu povečanju vsebnosti Na+, celokupnih topnih beljakovin, celokupnih topnih ogljikovih hidratov in značilno povečala izražanje genov GmCHX1, GmPAP3, in GmSALT3, med tem ko, je zmanjšala vsebnost K+, razmerja K+/Na+ in vse parameter pridelka v primerjavi s kontrolo. Namakanje semen soje v različnih koncentracijah ZNP je povečalo vsebnost K+ in razmerje K+/Na+ v rastlinah pod stresom in hkrati zmanjšalo vsebnost Na+, celokupnih topnih beljakovin in celokupnih topnih ogljikovih hidratov, še posebej pri uporabi 50 mg l-1 ZNPs. Dodatno je bilo pri tem obravnavanju zmanjšano izražanje genov GmCHX1, GmPAP3,in GmSALT3, kar je na koncu izboljšalo parametre pridelka soje. Skladno s temi rezultati priporočamo uporabo 50 mg l-1 ZNPs za izboljšanje pridelka soje, gojene na slanih tleh.