Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales (2017) Vol. 5(3):129–142 129
Research Paper
Screening of salt-tolerance potential of some native forage grasses
from the eastern part of Terai-Duar grasslands in India
Evaluación de la tolerancia a la sal de algunas gramíneas forrajeras nativas
de la parte oriental de los Terai-Duar Grasslands en la India
SWARNENDU ROY1,2 AND USHA CHAKRABORTY1
1 Plant Biochemistry Laboratory, Department of Botany, University of North Bengal, Siliguri, Darjeeling, West Bengal, India. www.nbu.ac.in
2 Department of Botany, Kurseong College, Dow Hill Road, Kurseong, Darjeeling, West Bengal, India.
Presently: Molecular & Analytical Biochemistry Laboratory, Department of Botany, University of Gour Banga, Malda, West Bengal, India. www.ugb.ac.in
Abstract
The salt tolerance of 12 native forage grasses from the eastern part of Terai-Duar grasslands was assessed using a rapid method of leaf disc senescence bioassay. Samples of these grasses were grown in untreated water as well as 100 and 200
mM NaCl solutions for periods of 3, 6 and 9 days. Discs of fresh leaf were then placed in untreated water as well as in 100 and 200 mM NaCl solutions for 96 hours. Quantitative effects were measured as the effects on chlorophyll concentration in leaves in response to exposure to the varying solutions. From these results, the salt sensitivity index (SSI) of the individual grasses was determined. The SSI values indicated that Imperata cylindrica, Digitaria ciliaris and Cynodon dactylon were most salt-tolerant of all grasses tested. Further characterization of the grasses was done by observing the changes in 6 biomarkers for salinity tolerance: relative water content, total sugar concentration, proline concentration, electrolyte leakage, membrane lipid peroxidation and H2O2 concentration following exposure to 100 and 200 mM NaCl concentrations for 3, 6 and 9 days. Finally, hierarchical cluster analysis using the software CLUSTER 3.0
was used to represent the inter-relations among the physiological parameters and to group the grasses on the basis of their salinity tolerance. The overall results indicated that Imperata cylindrica, Eragrostis amabilis, Cynodon dactylon and Digitaria ciliaris were potentially salt-tolerant grasses and should be planted on saline areas to verify our results.
On the other hand, Axonopus compressus, Chrysopogon aciculatus, Oplismenus burmanni and Thysanolaena latifolia were found to be highly salt-sensitive and would be unsuitable for use in saline areas.
Keywords : Biomarkers, hierarchical cluster analysis, leaf disc senescence bioassay, salinity tolerance.
Resumen
En la University of North Bengal, Siliguri, India, utilizando a nivel de laboratorio un método rápido de bioensayo de senescencia de discos foliares, fue evaluada la tolerancia a salinidad de 12 gramíneas forrajeras nativas de la parte oriental de los Terai-Duar Grasslands en la India nororiental. Las gramíneas fueron cultivadas tanto en agua no tratada como en soluciones de 100 y 200 mM NaCl durante 3, 6 y 9 días. Después se colocaron discos de hoja fresca tanto en agua no tratada como en soluciones de 100 y 200 mM NaCl durante 96 horas. Los efectos cuantitativos se midieron como la ___________
Correspondence: Usha Chakraborty, Plant Biochemistry Labora-
tory, Department of Botany, University of North Bengal, Siliguri -
734013, Darjeeling, West Bengal, India.
Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales (ISSN: 2346-3775)
concentración de clorofila en las hojas en respuesta a la exposición a las diversas soluciones. Los resultados, con base en un índice de sensibilidad a la sal, mostraron que Imperata cylindrica, Digitaria ciliaris y Cynodon dactylon fueron las gramíneas más tolerantes a la salinidad. Además se realizó una caracterización de las gramíneas mediante la determinación de los cambios en 6 biomarcadores para la tolerancia a la salinidad: contenido relativo de agua; concentración de azúcar total; concentración de prolina; pérdida de electrolitos; peroxidación lipídica de membrana; y concentración de H2O2 después de la exposición a concentraciones de 100 y 200 mM NaCl durante 3, 6 y 9 días. El análisis de conglomerados jerárquicos utilizando el software CLUSTER 3.0 para representar las interrelaciones entre los parámetros fisiológicos y agrupar las gramíneas sobre la base de su tolerancia a la salinidad mostró que, en general, que Imperata cylindrica, Eragrostis amabilis, Cynodon dactylon y Digitaria ciliaris fueron gramíneas potencialmente tolerantes a la sal que deberían ser cultivadas en suelos salinos para verificar nuestros resultados. Por otra parte, Axonopus compressus, Chrysopogon aciculatus, Oplismenus burmanni y Thysanolaena latifolia resultaron ser altamente sensibles a la sal y no son especies apropiadas para uso en áreas salinas.
Palabras clave : Análisis de conglomerados jerárquicos, bioensayo de senescencia de discos foliares, biomarcadores, tolerancia a la salinidad.