Effects of Salicylic Acid on the Development and Root Nodulation of Soybean Seedlings

Abstract

Salicylic acid (SA) is recognized as an endogenous regulator of plant metabolism, mainly involved in induction of systemic acquired resistance (SAR). Exogenous SA can also induce a SAR reaction and SAR gene expression. Excessive SAR-related activity can be an overall cost to the plant in terms of energy and materials expended unnecessarily. Elicitation of plant defence responses might also block beneficial plant-microbe interactions and result in negative effects on plant growth. The objective of this study was to investigate the effects of SA concentration (5, 1, 0.5, 0.1 and 0 m m) on soybean seedling growth and nodulation by watering of soybean seedling roots or soaking of seedling leaves with SA solutions. It was found that 5 m m SA had negative effects on soybean seedling development, but other concentrations of SA did not affect the development of soybean seedlings. In addition, there were no negative effects on seedling development due to SA soaking of seedling leaves. Soybean seedling growth in sterile soil was reduced due to repressed nitrogen uptake following addition of 5 m m SA, indicating that some concentrations of SA can alter the N nutrition of seedlings. A model is presented that ties SA to nodule formation and plant growth. SA ist als ein endogener Regulationsfaktor des Pflanzenstoffwechsels bekannt und weitgehend beteiligt an der Auslösung systemisch gewonnener Resistenz (SAR). Exogene SA kann auch eine SAR-Reaktion und SAR-Genexpression auslösen. Exzessive SAR-Aktivität kann eine unnötige Gesamtbelastung gegenüber der Pflanze im Hinblick auf Energie und Material sein. Die Aufdeckung von Pflanzenabwehrreaktionen können auch günstige Pflanzen-Mikroben-Interaktionen blockieren und zu negativen Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum führen. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die Einflüsse von SA-Konzentrationen (5, 1, 0. 5, 0.1 und 0 m m) auf Sojabohnensämlingswachstum und Knöllchenbildung mit Hilfe einer Wässerung der Sojabohnensämlingswurzeln oder Tränken der Sämlingsblätter mit SA-Lösungen untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass 5 m m SA negative Auswirkungen auf das Sojabohnensämlingswachstum hatte; andere Konzentrationen von SA beeinflussten die Entwicklung der Sojabohnensämlinge nicht. Ferner waren keine negativen Auswirkungen auf die Sämlingsentwicklung als Folge der SA-Wässerung von Sämlingsblättern festzustellen. Sojabohnensämlingswachstum in sterilem Boden wurde als Folge einer gestörten Stickstoffaufnahme nach einer Behandlung mit 5 m m SA gestört; dies weist darauf hin, dass einige Konzentrationen von SA die N-Versorgung der Sämlinge ändern können. Es wird ein Modell vorgestellt, dass SA-Auswirkungen auf die Knöllchenbildung und das Pflanzenwachstum erfasst.