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Influence of arbuscular mycorrhizae on the root system of maize plants under salt stress

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Abstract:

Salt stress has become a severe global problem, and salinity is one of the most important abiotic factors limiting plant growth and yield. It is known that arbuscular mycorrhizal (AM) fungi decrease plant yield losses under salinity. With the aim of determining whether AM inoculation would give an advantage to root development under salt stress, a greenhouse experiment was carried out with AM or without AM fungi. Maize plants were grown in a sand and soil mixture with 5 NaCl levels (0, 0.5, 1.0, 1.5, and 2.0 g/kg dry substrate) for 55 days, following 15 days of nonsaline pretreatment. At all salt levels, mycorrhizal plants had higher dry shoot and root mass, higher root activity, and lower root to shoot ratios than non-mycorrhizal plants. In salt-free soil, root length, root surface area, root volume, and number of root tips and forks were significantly larger in mycorrhizal plants than in non-mycorrhizal plants, whereas, under salt stress, average root diameter and root volume of mycorrhizal plants were larger than those of non-mycorrhizal plants. Regardless of the NaCl level, mycorrhizal plants had lower specific root length, lower percentage of root length in the 0-0.2 mm diameter class, and higher percentage of root length in both the 0.2-0.4 mm and 0.4-0.6 mm diameter classes, which suggests that the root system shows a significant shift towards a thicker root system when maize plants were inoculated with Glomus mosseae (Nicolson & Gerdemann). The results presented here indicate that the improvements in root activity and the coarse root system of mycorrhizal maize may help in alleviating salt stress on the plant.

Le stress salin est devenu un problème global sévère et la salinité est un des facteurs abiotiques les plus importants qui limite la croissance et le rendement des végétaux. Les champignons mycorhizes arbusculaires (MA) diminuent les pertes de rendement des végétaux causées par la salinité. Dans le but de déterminer si l’inoculation de MA pourrait est avantageuse pour la croissance des racines lors d’un stress salin, une expérience en serre a été réalisée en présence ou en absence de champignons MA. Des plants de maïs ont été cultivés dans un mélange de sable et de terre contenant 5 concentrations de NaCl (0, 0,5, 1,0 et 2,0 g/kg de substrat sec) pendant 55 jours, après 15 jours de prétraitement sans sels. À tous les niveaux de salinité, les végétaux avec mycorhizes produisaient un meilleur rendement en poids sec de pousses et de racines, une meilleure activité racinaire, et un rapport racine/pousse plus faible que les plants sans mycorhizes. Dans les sols sans sels, la longueur, la surface et le volume des racines ainsi que le nombre de bouts et de fourches de racines étaient significativement plus grands chez les plants avec mycorhizes que sans mycorhizes, alors qu’en condition de stress salin, le diamètre moyen et le volume des racines des plants mycorhizés étaient plus élevés. Peu importe le niveau de sels, la longueur spécifique des racines et le pourcentage de racines de 0-0,2 mm étaient plus faibles chez les plants mycorhizés et le pourcentage de racines de 0,2-0,4 mm et de 0,4-0,6 mm de diamètre était plus élevé, ce qui suggère que le système racinaire est significativement renforcé lorsque les plants de maïs sont inoculés avec Glomus mosseae (Nicolson & Gerdemann). Les résultats présentés ici indiquent que l’amélioration de l’activité racinaire et le système racinaire grossier du maïs mycorhizé pourraient contribuer à atténuer le stress salin des végétaux.

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2009

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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nrc/cjm/2009/00000055/00000007/art00012
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