Repositorio
Institucional

Cartes, Paula

Ribera-Fonseca, Alejandra

Rumpel, Cornelia

de la Luz Mora, Maria

Nikolic, Miroslav

Sodium silicate and calcium silicate differentially affect silicon and aluminium uptake, antioxidant performance and phenolics metabolism of ryegrass in an acid Andisol

CSIRO PUBLISHING

CROP & PASTURE SCIENCE

en

Evidence indicates that silicon (Si) alleviates diverse stresses by improving the antioxidant capacity and phenolics metabolism of plants. We assessed the effect of sodium silicate (Na2SiO3) and calcium silicate (CaSiO3) on Si and aluminium (Al) uptake, antioxidant performance and phenolics (with antioxidant or structural function) of ryegrass cultivated on an acid Andisol under greenhouse conditions. Ryegrass was treated with either sodium silicate or calcium silicate at gradually increasing doses (250, 500 and 1000mg Si kg(-1) soil). Yield and concentrations of Si and Al were measured in roots and two shoot cuts. At the first cut, phenols, antioxidant enzymes, antioxidant capacity, lipid peroxidation and lignin production and composition were also determined. Ryegrass supplied with sodium silicate exhibited the highest Si content. Root Si was closely correlated with Al or Si:Al ratio. Shoot Si uptake increased total phenols and activities of antioxidant enzymes (CAT, APX and POD), but reduced lipid peroxidation. Silicon also changed the lignin production and composition in shoots at the highest sodium silicate dose. Silicon uptake reduced the deleterious effect of soil acidity in ryegrass. Sodium silicate had the greatest influence on the antioxidant system through enhancement of phenols production and antioxidant enzyme activation. Peroxidase activity appears to be associated with increased lignin biosynthesis in plants supplied with sodium silicate.

La evidencia indica que el silicio (Si) alivia diversas tensiones al mejorar la capacidad antioxidante y el metabolismo fenólico de las plantas. Evaluamos el efecto del silicato de sodio (Na2SiO3) y el silicato de calcio (CaSiO3) en la absorción de Si y aluminio (Al), el rendimiento antioxidante y los fenólicos (con función antioxidante o estructural) del raigrás cultivado en un Andisol ácido bajo condiciones de invernadero. El raigrás se trató con silicato de sodio o silicato de calcio en dosis gradualmente crecientes (250, 500 y 1000 mg Si kg(-1) de suelo). El rendimiento y las concentraciones de Si y Al se midieron en las raíces y dos cortes de brotes. En el primer corte, también se determinaron los fenoles, las enzimas antioxidantes, la capacidad antioxidante, la peroxidación lipídica y la producción y composición de lignina. El raigrás suministrado con silicato de sodio exhibió el mayor contenido de Si. El Si de la raíz se correlacionó estrechamente con el Al o la relación Si:Al. La absorción de silicio en los brotes aumentó los fenoles totales y la actividad de las enzimas antioxidantes (CAT, APX y POD), pero redujo la peroxidación lipídica. El silicio también modificó la producción y la composición de lignina en los brotes con la dosis más alta de silicato de sodio. La absorción de silicio redujo el efecto perjudicial de la acidez del suelo en el raigrás. El silicato de sodio tuvo la mayor influencia en el sistema antioxidante al aumentar la producción de fenoles y la activación de las enzimas antioxidantes. La actividad de la peroxidasa parece estar asociada con una mayor biosíntesis de lignina en plantas alimentadas con silicato de sodio.

Artículo original

Este trabajo fue financiado por los proyectos FONDECYT 1161326 y 1120901. También agradecemos la financiación del proyecto ECOSSUD C13U02 para la colaboración entre grupos de investigación chilenos y franceses. MN agradece al Ministerio de Educación, Ciencia y Desarrollo Tecnológico de Serbia (OI-173028).

This work was supported by the FONDECYT project 1161326 and 1120901. We also acknowledge funding under the framework of the ECOSSUD project C13U02 for collaboration between Chilean and French research groups. MN thanks the Serbian Ministry of Education, Science and Technological Development (OI-173028).

10.1071/CP17202

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acid soils

lignin

phenolic compounds

plant nutrition

suelos ácidos

lignina

compuestos fenólicos

nutrición vegetal

Agriculture, Multidisciplinary

acid soils

lignin

phenolic compounds

plant nutrition

suelos ácidos

lignina

compuestos fenólicos

nutrición vegetal

Agronomía

Ciencias del suelo

Botánica

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WOS:000424743200009

Sodium silicate and calcium silicate differentially affect silicon and aluminium uptake, antioxidant performance and phenolics metabolism of ryegrass in an acid Andisol

Artículo original

CSIRO PUBLISHING

CROP & PASTURE SCIENCE

Agricultura, Multidisciplinaria

1836-0947

en

ANID FONDECYT 1161326

ANID FONDECYT 1120901

ECOSSUD C13U02]

Serbian Ministry of Education, Science and Technological Development OI-173028

This work was supported by the FONDECYT project 1161326 and 1120901. We also acknowledge funding under the framework of the ECOSSUD project C13U02 for collaboration between Chilean and French research groups. MN thanks the Serbian Ministry of Education, Science and Technological Development (OI-173028).

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ANID FONDECYT 1161326#ANID FONDECYT 1120901#ECOSSUD C13U02]#Serbian Ministry of Education, Science and Technological Development OI-173028