Synergistic Effect of Selenium Addition and Water Stress on <i>Melilotus officinalis</i> L. Mineral Content

Abstract

The objective of this study was to examine the combined effects of selenium (Se) enrichment and water stress on the accumulation of available macro- and micronutrients in Melilotus officinalis L. aerial parts. Plants of M. officinalis were subjected to three levels of Se addition (0, 1 and 3 mg Se L-1 water) and to two water treatments: a) full irrigation and b) limited irrigation (water stress). The above ground biomass (stems and leaves) was analyzed for Se, potassium (K), sodium (Na), magnesium (Mg), iron (Fe), copper (Cu), calcium (Ca), manganese (Mn) and zinc (Zn). Se addition differentially affected the K, Mg and Ca content of M. officinalis aerial parts, while it led to the reduction of the micronutrients Cu, Fe and Mn. Water stress resulted in the increase of K, Na, Mg, Ca and Cu, and to the decrease of the Fe, Zn and Mn content. An interaction between selenium addition and water treatment was more notable for Ca and Mg, which decreased under water stress at low Se level and for Zn and Cu, which increased under water stress at high Se level. According to our findings, Se-induced increased accumulation of some inorganic ions in the aerial parts of this species under water stress conditions could serve as a means to alleviate the adverse impact of water deficit on important metabolic processes, enhancing M. officinalis tolerance to water stress.

Türkiye Florasında Peyzaj Özelliği Gösteren Hiperakümülatör Bitkilerin Maden Alanlarının Onarımında Kullanımı

“…Melilotus officinalis L. bitkisi ile yapılan çalışmalarda bitkinin Cu, Pb ve Se ağır metallerine yüksek tölerans gösterdiği ve bu elementler ile kirletilmiş alanların ıslahında rahatlıkla kullanılabileceği bildirilmiştir [46,34,47,48]. Trifolium pratense L. bitkisinin Cu, Pb ve Ni ağır metallerini biriktirme potansiyelinin yüksek olduğu ve kirletilmiş topraklara tölerans gösterek bitki biyokütlesinde yüksek oranlarda biriktirdiği tespit edilmiştir [49,50,51,52].…”

Nutrientes e elementos tóxicos em alface (Lactuca sativa)

“…Embora os primeiros estudos sobre o efeito de Se na nutrição mineral de plantas tenham indicado que o selenato poderia diminuir a absorção de S pela planta e também reduzir a massa de parte aérea (Anderson, 1993;Barack et al, 1997;Ferrari et al, 1972), ou seja, uma relação antagônica de Se e S, vários trabalhos posteriores relataram um efeito sinérgico de Se no acúmulo de S, pois um estímulo na enzima ATP-sulfurilase na presença de Se faz com que ambos os elementos (S e Se) sejam avidamente absorvidos (Mikkelsen et al, 1990;Ríos et al, 2013;Wu et al, 1992) Mg (Batistic et al, 2010;Kostopoulou et al, 2015;Marschner, 1995;White et al, 2010).…”

“…Por outro lado, selenito promove a absorção de Mn enquanto selenato leva a uma maior absorção de Mo e uma pequena redução no acúmulo de manganês. Em geral, estes resultados estão de acordo com o pressuposto de que a absorção de micronutrientes tende a ser inibida por níveis crescentes de selenato e selenito (He et al, 2004;Kostopoulou et al, 2015;Sanmartín et al, 2014;Wu et al, 1992) Ainda, a interação dos elementos com selenito segue a ordem crescente: Mg < Ca=K < Na < Zn < Cu < Fe < Mo < Mn; e com selenato: K < Na < Mg < Ca < Zn < Cu < Mo < Fe < Mn. Assim, é compreensível o fato de que a presença dessas espécies de Se afete mais significativamente o acúmulo de Cu, Fe, Mo e Mn, que estão em menor concentração, e não o acúmulo dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, conforme observado na Tabela 3.5.…”