Exogenous trehalose protects photosystem II in heat-stressed wheat



Título del documento: Exogenous trehalose protects photosystem II in heat-stressed wheat
Revista: Botanical Sciences
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000454231
ISSN: 2007-4298
Autors: 1
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1
Institucions: 1East China Normal University, College of Life Sciences, Shanghai. China
2Jiaxing University, Zhejiang, Jiaxing. China
Any:
Període: Ene-Mar
Volum: 101
Número: 1
Paginació: 186-196
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, analítico
Resumen en español Antecedentes: El fotosistema II (PSII) es susceptible al estrés por calor. Las plantas acumulan trehalosa para mejorar la tolerancia al estrés, pero se desconoce el mecanismo por el cual la trehalosa afecta al PSII por calor. Preguntas: ¿Cómo afecta la trehalosa al PSII durante estrés por calor? Especie estudiada: Triticum aestivum L. Lugar y fechas del estudio: Shanghái, China. 2019-2021. Métodos: Las plántulas de trigo pretratadas se sometieron a estres por calor y midieron sus parámetros fotosintéticos. Resultados: El estrés por calor provocó reducción en eficiencia fotoquímica de PSII, tasa de transferencia de electrones (ETR(II)), rendimiento cuántico de disipación de energía regulada Y(NPQ) y coeficiente de enfriamiento fotoquímico (qP), pero aumentó rendimiento cuántico de no- disipación de energía regulada de PSII (Y[NO]). Se alteró la forma de la curva de la cinética de inducción de fluorescencia de clorofila rápida (OJIP) y redujó rendimiento máximo de la fotoquímica primaria de PSII (Fv/Fo) y indicador de rendimiento de PSII PIabs. Disminuyeron: actividad de PSII y cadena de transporte de electrones, cantidad de estructuras de hélice α ordenadas y contenido de proteína D1. En trigo pretratado con trehalosa, la proteína D1 y estructuras secundarias de la proteína del PSII se protegieron; mejoraron el transporte de electrones del PSII y de toda la cadena y mantuvieron mayores valores de los parámetros de fluorescencia. Se obtuvieron menores Y(NO) y OJIP más estables. Conclusiones: Trehalosa exógena desempeñó un papel vital en la protección de la función del PSII, generando mayor capacidad fotosintética bajo estrés por calor
Resumen en inglés Background: Photosystem II (PSII) is susceptible to heat stress. Plants naturally accumulate trehalose to improve stress tolerance. However, the mechanism by which trehalose affects PSII during heat stress is still unknown. Questions: How does trehalose affect PSII during heat stress? Studied species: Triticum aestivum L. Study site and dates: Shanghai, China. 2019-2021. Methods: Trehalose -pretreated wheat seedlings suffered from heat stress and their photosynthetic parameters were measured. Results: Heat stress caused a reduction in the photochemical efficiency of PSII, the electron transfer rate (ETR(II)), the quantum yield of regulated energy dissipationY(NPQ) and the coefficient of photochemical quenching (qP), but increased the quantum yield of non-regulated energy dissipation of PSII (Y[NO]). The shape of the fast chlorophyll fluorescence induction kinetics (OJIP) curve in the heat-stressed wheat was altered and the primary photochemistry maximum yield of PSII (Fv/Fo) and the PSII performance indicator PIabs were reduced. Accordingly, the activities of PSII and electron transport chain, the amount of ordered α-helix structures and the content of D1 protein also decreased. However, in trehalose-pretreated wheat, D1 protein and protein secondary structures of PSII were both protected, the electron transport activities of PSII and the whole chain were improved and greater fluorescence parameters values were maintained. Lower Y(NO) and more stable OJIP were obtained. Conclusions: Exogenous trehalose acted a vital role in the protection of the function of PSII, resulting in higher photosynthetic capacity under heat stress
Disciplines Biología,
Química
Paraules clau: Fitoquímica,
Gramíneas,
Fisiología vegetal,
Trigo,
Triticum aestivum,
Estrés térmico,
Fotosíntesis,
Fotosistema II,
Trehalosa
Keyword: Phytochemistry,
Gramineae,
Plant physiology,
Wheat,
Triticum aestivum,
Heat stress,
Photosynthesis,
Photosystem II,
Trehalose
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