Mechanisms of chloride partitioning in the leaves of salt‐stressed Sorghum bicolor L.

Abstract

Chloride transport in sheath and blade tissue and the cellular distribution of Cl‐ were investigated in an attempt to determine the physiological basis of the preferential accumulation of Cl‐ in sheaths of salt‐stressed sorghum (Sorghum bicolor L.). Import and export of 36Cl‐ in leaf sheaths and blades of intact sorghum were followed over a 2 week period. X‐ray microanalysis of frozen‐hydrated bulk tissue samples was used to determine the accumulation of Cl‐ and other elements in the vacuoles of sheath and blade cells. Sheath tissue accumulated Cl‐ despite a relatively high Cl‐ turnover rate. Chloride was shown to accumulate in most cell types of the sheath, particularly in adaxial epidermal cells. After an initial increase in the concentration of Cl‐, blade tissue regulated Cl‐ levels within certain limits. Chloride levels in blades were greater in the abaxial and adaxial epidermal cells than in other cell types. The epidermal cells of blades accumulated Cl‐ to approximately the same concentration as sheath epidermal cells. The Cl‐ concentration in the photosynthetically active mesophyll and bundle sheath cells, however, remained low. Thus, the partitioning of Cl‐ previously observed in the leaves of salinized sorghum apparently results from the ability of bundle sheath and mesophyll cells to maintain concentrations of Cl‐ at lower levels than do epidermal cells. In addition, the relatively large sheath parenchyma cells tend to serve as reservoirs for the storage of Cl‐.

Influência do acúmulo e distribuição de íons sobre a aclimatação de plantas de sorgo e feijão-de-corda, ao estresse salino

“…É possível que a diferença no acúmulo desses íons nos limbos foliares esteja associado à quantidade de água absorvida durante a aplicação do estresse (Moya et al, 1999;Larcher, 2000), às diferenças na capacidade de exclusão de íons nas raízes e as diferenças na capacidade de retenção desses Tabela 1. Valores dos quadrados médios e significância estatística para todas as varáveis analisadas, considerando os efeitos isolados de espécie, tratamento e tempo com as respectivas interações *Significativo pelo teste F a 5%; ** Significativo pelo teste F a 1%; ns = não significativo íons nos caules (Boursier & Lauchli, 1989). De acordo com Munns & Termaat (1986), quando os teores desses Na + e Clalcançam valores elevados nas folhas maduras, estas iniciam o processo de senescência, reduzindo os teores das clorofilas e a produção de fotoassimilados, afetando o seu fornecimento para as folhas jovens; desta forma, é possível inferir que menor acúmulo desses íons no sorgo pode ter contribuído para a maior tolerância apresentada por esta espécie, em relação ao feijão-de-corda.…”

“…No caso de sorgo, a capacidade de retenção de Na + no caule, resultante do estresse, permaneceu mais ou menos constante durante todo o período experimental, enquanto ocorreu aumento mínimo no teor de íons tóxicos nos limbos foliares, quando comparado com o feijão-de-corda (Figura 1). Este comportamento sugere que a espécie, além de apresentar maior capacidade de excluir o Na + que chega ao caule (dados não mostrados), exporta também pouco Na + do caule para as folhas evitando, deste modo, o excesso de íons potencialmente tóxicos nos tecidos fotossintetizantes (Lessani & Marschner, 1978;Salim & Pit- , 1983;Boursier & Lauchli, 1989;Azevedo Neto & Tabosa, 2000). As plantas de sorgo e de feijão-de-corda mostraram comportamentos diferentes em relação à retenção de Cl -no caule (Figura 2B).…”

“…De modo geral observou-se, em feijão-de-corda, redução na capacidade de retenção de Cl -nos caules das plantas estressadas em comparação com as plantas controle; enquanto isto, nota-se aumento constante no teor de íons tóxi-cos nos limbos foliares (Figura 1C), sugerindo que esta espécie exporta, do caule para as folhas, a maior parte do Clabsorvido, mas o sorgo, pelo contrário, apresentou aumento na capacidade de retenção de Cl -nos caules quando submetido ao estresse salino (Figura 2) e o aumento no teor de íons tóxicos nas folhas foi bem inferior ao observado em feijão-de-corda (Figura 1). Esses resultados sugerem melhor eficiência do sorgo em reter os íons potencialmente tóxicos no caule evitando, em conseqüência, sua exportação e acúmulo no limbo foliar, o que pode ter contribuído para a maior tolerância desta espécie ao estresse salino (Boursier & Lauchli, 1989;Munns, 2002;Lacerda et al, 2003).…”

Stimulation of plasma membrane h+-transport activity in barley roots by salt stress

“…In particular, it is considered that an efflux of chloride occurs through outward rectifier anion channels associated with the plasma membrane (Tyerman 1992). Boursier and Lauchli (1989) reported that chloride was positively extruded from the roots to the medium in salt-stressed sorghum plants. This positive extrusion of chloride occurs presumably via anion channels, and may playa regulatory role in the levels of chloride in the root cells.…”

Plant growth and solute accumulation and distribution in two sorghum genotypes, under NaCl stress

“…According to this idea tolerant plants would be able to avoid salt accumulation in the leaves by removing it from xylem and retaining and, or accumulating it in stems, sheaths and, or petioles (Jeschke and Wolf, 1988), before reaching the leaves. Besides, these toxic ions could be compartmentalized in specific tissue or cell of the leaf blade (Boursier and Läuchli, 1989). Therefore, it is possible that salt tolerance could be associated to the synchronization between rate of ion transport to the shoot and the capacity to compartmentalize them in different tissues and cells.…”