Effects of Exogenous Selenium Application on the Growth of Sensitive and Tolerant Sorghum Plants Under Salt Stress

Abstract

Sorghum (Sorghum bicolor) is an important species for semiarid regions, such as Brazilian Northeast, where soil salinization and water quality is becoming a striking problem.Several research centers have evaluated the role of different compounds capable to induce changes in plant metabolism and improve salt tolerance. For some abiotic stress, selenium (Se) emerges as an alternative to activate plant defense responses; however, its involvement in tolerance to salt stress remain poorly understood. Thus, this work aimed to evaluate the effects of exogenous selenium application on the growth of sorghum plants under salt stress. Sorghum plants from CSF 20 (salt-tolerant) and CSF 18 (salt-sensitive) genotypes were grown in nutrient solutions containing sodium selenite (Na2SeO3) at 0 (control), 2, 4, 8 and 16 μM, and subjected to 75 mM NaCl-stress. The analyses were done after ten days of saline treatments. Overall, the benefits effects of Se were observed only in sorghum plants from salt-sensitive genotype, whereas no expressive modulation was registered in the salt tolerant one. Although leaf area and root dry mass were severely decreased by salt stress, the salt negative effects were almost completely abolished by 16 μM-Se supply in salt-sensitive genotype; nonetheless, the same responses were not observed for dry mass of leaves. In conclusion, selenium supply may constitute a strategy to overcome salt damage in S. bicolor growth depending on dose and plant genotype. Diversos centros de pesquisa têm avaliado o papel de diferentes compostos na indução de alterações no metabolismo das plantas e na melhora da tolerância ao estresse salino. Para alguns estresses abióticos, o selênio (Se) surge como uma alternativa que induz respostas de defesa de plantas, no entanto seu envolvimento na tolerância de plantas ao estresse salino permanece pobremente compreendido. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da aplicação exógena de Se no crescimento de plantas de sorgo sob estresse salino. Plantas de sorgo dos genótipos CSF 20 (tolerante a sal) e CSF 18 (sensível a sal) foram cultivadas em soluções nutritivas contendo selenito de sódio (Na2SeO3) a 0 (controle), 2, 4, 8 e 16 μM e submetidas a estresse salino com NaCl a 75 mM. As análises foram feitas após dez dias dos tratamentos salinos. Em geral, os efeitos benéficos do Se foram observados apenas em plantas de sorgo do genótipo sensível ao sal, enquanto que nenhuma modulação expressiva foi registrada no tolerante. Embora a área foliar e a massa seca da raiz tenham sido severamente diminuídas pelo estresse salino, os efeitos negativos do sal foram quase completamente eliminados pelo fornecimento de Se a 16 μM no genótipo sensível. Contudo, as mesmas respostas não foram observadas para massa seca de folhas. Desta forma, o fornecimento de selênio pode constituir uma estratégia para superar os danos causados pelo estresse salino no crescimento de S. bicolor, porém seus efeitos são dependentes da dose e do genótipo da planta. KEYWORDS: