Effect of Hydrogen Sulfide Donor on Antioxidant State of Wheat Plants and Their Resistance to Soil Drought

Kolupaev, Yu. Е.; Firsova, E. N.; Yastreb, Т. О.; Ryabchun, N. I.; Кириченко, В. В.

doi:10.1134/s1021443719010084

Cited by 45 publications

(25 citation statements)

References 26 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…H 2 S can enhance photosynthesis of plant leaves, enhances stress tolerance, and affects other plant physiological processes (Zhang et al, 2009;Garcia Mata and Lamattina, 2010;Lisjak et al, 2010;Chen et al, 2018). H 2 S can also alleviate the damage caused by multiple abiotic stresses, such as osmotic pressure, heavy metal ions, and drought (Qiao et al, 2015;Chen et al, 2016;Lv et al, 2017;Zhu et al, 2018;Kolupaev et al, 2019;He et al, 2019b;Kaya et al, 2020). Li et al (2013a) reported that sodium hydrosulfide-improved heat tolerance in maize and involvement of proline.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Hydrogen Sulfide Alleviates Waterlogging-Induced Damage in Peach Seedlings via Enhancing Antioxidative System and Inhibiting Ethylene Synthesis

Xiao

Sun

et al. 2020

Front. Plant Sci.

View full text Add to dashboard Cite

Peach (Prunus persica L. Batsch) is a shallow root fruit tree with poor waterlogging tolerance. Hydrogen sulfide (H 2 S) is a signal molecule which regulates the adaptation of plants to adverse environments. Nevertheless, the effects of exogenous applications of H 2 S in fruit tree species especially in peach trees under waterlogging stress have been scarcely researched. Thus, the goal of this research was to investigate the alleviating effect of exogenous H 2 S on peach seedlings under waterlogging stress. In the present study, we found that the effect of exogenous H 2 S depended on the concentration and 0.2 mM sodium hydrosulfide (NaHS) showed the best remission effect on peach seedlings under waterlogging stress. Waterlogging significantly reduced the stomatal opening, net photosynthetic rate, and Fv/Fm of peach seedlings. The results of histochemical staining and physiological and biochemical tests showed that waterlogging stress increased the number of cell deaths and amounts of reactive oxygen species (ROS) accumulated in leaves, increased the number of root cell deaths, significantly increased the electrolyte permeability, O 2. − production rate, H 2 O 2 content and ethylene synthesis rate of roots, and significantly reduced root activity. With prolonged stress, antioxidative enzyme activity increased initially and then decreased. Under waterlogging stress, application of 0.2 mM NaHS increased the number of stomatal openings, improved the chlorophyll content, and photosynthetic capacity of peach seedlings. Exogenous H 2 S enhanced antioxidative system and significantly alleviate cell death of roots and leaves of peach seedlings caused by waterlogging stress through reducing ROS accumulation in roots and leaves. H 2 S can improve the activity and proline content of roots, reduce oxidative damage, alleviated lipid peroxidation, and inhibit ethylene synthesis. The H 2 S scavenger hypotaurine partially eliminated the effect of exogenous H 2 S on alleviating waterlogging stress of peach seedlings. Collectively, our results provide an insight into the protective role of H 2 S in waterlogging-stressed peach seedlings and suggest H 2 S as a potential candidate in reducing waterlogging-induced damage in peach seedlings.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Hydrogen Sulfide Alleviates Waterlogging-Induced Damage in Peach Seedlings via Enhancing Antioxidative System and Inhibiting Ethylene Synthesis

Xiao

Sun

et al. 2020

Front. Plant Sci.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Also, on average for all H 2 S treatments tested, in the Renan wheatgrass, watered between the thirteenth and the fifteenth day, and a higher content of proline was followed by a lower level of lipid peroxidation (Table 4). Kolupaev et al (2019a) studied the effect of hydrogen sulfide on the antioxidant status of young winter wheat plants (Triticum aestivum L. Doskonala) due to drought stress. A pretreatment with the NaHS prevented the accumulation of hydrogen peroxide and lipid peroxidation caused by a drought stress.…”

Section: Table 2 the Influence Of Wheatgrass Variety (Libellula Renmentioning

confidence: 99%

“…Over the centuries, H 2 S has been exclusively known for its toxicity and environmental hazards (Wang, 2012), but today it emerges as an important signaling molecule (Hancock et al, 2011;Li et al, 2016;Zhang, 2016), participating in the seed germination, plant growth, and development, as well as in the acquisition of stress tolerance, including a crossadaptation in plants (Li et al, 2016). The protective role M. Kristić et al: THE INFLUENCE OF HYDROGEN SULFIDE ON WHEATGRASS (Triticum aestivum L.)... of hydrogen sulfide in the osmotic (Zhang et al, 2010), drought (Kolupaev et al 2019a;Batista et al, 2020), heat (Min et al, 2016), and heavy metal stress (Rizwan et al, 2019;Zanganeh et al, 2019;Kaya et al, 2020) has been confirmed. So far, only a few studies have been conducted to examine the effects of hydrogen sulfide in the plants exposed to an excessive photon flux (Joshi et al, 2020;Liu et al, 2019).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

THE INFLUENCE OF HYDROGEN SULFIDE ON WHEATGRASS (Triticum æstivum L.) DE‐ETIOLATION

Kristić

Grubišić²,

Rebekić

et al. 2020

Poljoprivreda

View full text Add to dashboard Cite

Hydrogen sulfide (H2S) is involved in many physiological processes and responses to the abiotic types of stress. The aim of the study was to determine the effect of sodium hydrogen sulfide (NaHS) and the time of application on the physiological properties of etiolated wheatgrass plants. Two genotypes of wheatgrass were grown under controlled conditions for five days without light and then with a 12-hour photoperiod, watered for three consecutive days with 100, 200, and 500 mM NaHS solutions. The plants were watered in three variants, 7-9, 10-12, and 13-15 days after sowing, respectively. The highest content of phenols, flavonoids, and hydrogen peroxide was found in wheatgrass plants watered with 100 mM of NaHS solution. The highest proline content and lipid peroxidation levels were found in the plants at 500 mM of NaHS solution. Also, the significant influence of the watering period on the examined physiological parameters was determined. The results show that H2S significantly affects the de-etiolation process and concentration of physiologically active compounds in wheatgrass plants.

show abstract

“…Ингибирование синтеза сероводорода в проростках пшеницы обработкой аминооксиуксусной кислотой устраняло вызываемое осмотическим стрессом повышение активности аскорбатпероксидазы, глутатионредуктазы, дегидроаскорбатредуктазы и монодегидроаскорбатредуктазы [27]. [57] Обработка зеленых растений пшеницы раствором гидросульфида натрия перед почвенной засухой способствовала повышению активности СОД и предотвращала вызываемое стрессом снижение активности каталазы и гваяколпероксидазы в листьях [74]. Также под влиянием донора сероводорода при почвенной засухе в листьях растений пшеницы повышалось содержание низкомолекулярных протекторов -пролина и антоцианов [74].…”

Section: сероводород и адаптивные реакции растенийunclassified

“…[57] Обработка зеленых растений пшеницы раствором гидросульфида натрия перед почвенной засухой способствовала повышению активности СОД и предотвращала вызываемое стрессом снижение активности каталазы и гваяколпероксидазы в листьях [74]. Также под влиянием донора сероводорода при почвенной засухе в листьях растений пшеницы повышалось содержание низкомолекулярных протекторов -пролина и антоцианов [74].…”

Section: сероводород и адаптивные реакции растенийunclassified

Hydrogen sulfide and plant adaptation to abiotic stressors

Kolupaev¹,

Yastreb²

2019

Tomsk State University Journal of Biology

View full text Add to dashboard Cite

Сероводород и адаптация растений к действию абиотических стрессоровСероводород (H 2 S) является одним из ключевых газотрансмиттеров в растительных и животных клетках. Однако представления о его месте в сигнальных сетях растительных клеток, характере взаимодействия с другими посредниками и роли в формировании конкретных защитных реакций при действии стресс-факторов в настоящее время лишь формируются. В обзоре кратко описаны основные пути синтеза сероводорода, его функциональное взаимодействие с другими сигнальными посредниками (ионами кальция, активными формами кислорода, оксидом азота) и некоторыми фитогормонами. Приведены сведения о влиянии H 2 S на процессы адаптации растений к действию экстремальных температур, обезвоживания, засоления, тяжелых металлов. Акцентируется внимание на его роли в регуляции состояния антиоксидантной системы, синтеза пролина и вторичных метаболитов с протекторными свойствами. Обсуждены сведения о механизмах влияния сероводорода на состояние устьиц. Рассмотрены возможности использования доноров сероводорода для индуцирования устойчивости растений к стрессорам, регуляции прорастания семян, предотвращения потерь урожая при хранении. Ключевые слова: сероводород; активные формы кислорода; кальций; оксид азота; фитогормоны; антиоксидантная система; устойчивость. ВведениеСероводород (H 2 S), наряду с монооксидом азота (NO) и монооксидом углерода (CO) относится к ключевым молекулам-газотрансмиттерам в клетках растений и животных [1-3]. Под термином «сероводород» подразумевают не только H 2 S как растворенное газообразное соединение, но и анион HS -, в который в физиологически нормальных условиях превращается около 80% молекулярного сероводорода [4].До 90-х гг. прошлого столетия сероводород в физиологии и биохимии животных и растений рассматривался в основном как токсикант. На при- Сероводород и адаптация растений к действию абиотических стрессоровНаряду с ферментативными системами синтеза сероводорода, в растениях присутствует энзим, обеспечивающий его деградацию, -O-ацетилсеринлиаза [21]. Сигналинг с участием сероводорода в растительных клеткахСероводород, как и другие молекулы-газотрансмиттеры, в растительных клетках не имеет специфических молекулярных рецепторов. Предполагает-Рис. 2. Функциональное взаимодействие сероводорода с сигнальными посредниками и фитогормонами: ROS -активные формы кислорода; АВАабсцизовая кислота; SА -салициловая кислота; JA -жасмоновая кислота; Et -этилен [Fig. 2. Functional interaction of hydrogen sulfide with signaling messengers and phytohormones. Сероводород и адаптация растений к действию абиотических стрессоров

show abstract

Effect of Hydrogen Sulfide Donor on Antioxidant State of Wheat Plants and Their Resistance to Soil Drought

Cited by 45 publications

References 26 publications

Hydrogen Sulfide Alleviates Waterlogging-Induced Damage in Peach Seedlings via Enhancing Antioxidative System and Inhibiting Ethylene Synthesis

Hydrogen Sulfide Alleviates Waterlogging-Induced Damage in Peach Seedlings via Enhancing Antioxidative System and Inhibiting Ethylene Synthesis

THE INFLUENCE OF HYDROGEN SULFIDE ON WHEATGRASS (Triticum æstivum L.) DE‐ETIOLATION

Hydrogen sulfide and plant adaptation to abiotic stressors

Contact Info

Product

Resources

About