Exogenous Auxin Analogues Promoted Root Growth by Trigging Antioxidant Enzyme System in Dracaena Sanderiana

Resumo

Estacas de Dracaena sanderiana são extremamente populares por seu alto valor ornamental e bela simbologia. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de três análogos exógenos de auxina, a saber, AIB (ácido indol-3-butírico), 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético) e NAA (ácido naftalenoacético), no crescimento radicular e nas atividades de enzimas antioxidantes em estacas de Dracaena sanderiana. Os resultados mostraram que: o AIB apresentou o efeito mais positivo no crescimento e desenvolvimento radicular em Dracaena sanderiana, especialmente com a aplicação de 1,5 g/L de AIB. Especificamente, o número e o comprimento das raízes foram aumentados em 3,5 e 3,1 vezes com a aplicação de 1,5 g/L de AIB em relação ao controle (CK). Inesperadamente, os teores de clorofila diminuíram após a aplicação desses três análogos de auxina, provavelmente devido à sua estratégia de alocação de biomassa entre a parte aérea e a parte subterrânea da planta. Além disso, em comparação com o CK, a atividade radicular aumentou 28,1% e 30,0% com 1,5 g/L de AIB e 10 mg/L de NAA, respectivamente. E a permeabilidade da membrana celular radicular foi mantida em cerca de 80,0% sob os três análogos de auxina. Dramaticamente, o AIB também foi mais eficaz que os outros dois análogos de auxina para os teores de MDA (malondialdeído) e H₂O₂ (peróxido de hidrogênio) (especificamente, redução de 33,8% e 33,1% com 1,5 g/L de AIB em relação ao CK). Além disso, o AIB mostrou um efeito mais estável nas atividades das enzimas antioxidantes em comparação com o 2,4-D e o NAA. Em particular, as atividades de SOD (superóxido dismutase), POD (peroxidase) e CAT (catalase) com 1,5 g/L de AIB aumentaram 2,4%, 6,3% e 97,7% em comparação com o CK, respectivamente. Portanto, concluímos que o AIB pode melhorar o crescimento radicular ao aumentar as atividades das enzimas antioxidantes e mitigar a peroxidação lipídica em Dracaena sanderiana. Espera-se que esses resultados forneçam uma base teórica para a compreensão dos efeitos de diferentes análogos exógenos de auxina no crescimento e desenvolvimento radicular de estacas de Dracaena sanderiana.

Abstract

Dracaena sanderiana cuttings is extremely popular as its high ornamental value and beautiful symbolism. This study aimed to assess effects of three exogenous auxin analogues, namely IBA (indole-3-butyric acid), 2,4-D (2,4-dichloro-phenoxyacetic acid) and NAA (naphthalene acetic acid), on root growth and antioxidant enzyme activities in Dracaena sanderiana cuttings. The results showed that: IBA performed the most positive effect on root growth and development in Dracaena sanderiana, especially with 1.5 g/L IBA application. Specifically, the root number and root length were improved by 3.5 and 3.1 times with 1.5 g/L IBA application relative to CK. Unexpectedly, the chlorophyll contents decreased after the application of these three auxin analogues, probably due to its biomass allocation strategy between aboveground part and underground part in plant. Moreover, compared to CK, the root activity increased by 28.1% and 30.0% at 1.5 g/L IBA and 10 mg/L NAA, respectively. And root cell membrane permeability was maintained at about 80.0% under three auxin analogues. Dramatically, IBA was also more effective than the other two auxin analogues for MDA (malondialdehyde) and H2O2 (hydrogen peroxide) contents (specifically, decrease of 33.8%, 33.1% at 1.5 g/L IBA relative to CK). Besides, IBA showed more stable effect on antioxidant enzyme activities compared with 2,4-D and NAA. In particular, the activities of SOD (superoxide dismutase), POD (peroxidase), CAT (catalase) in 1.5 g/L IBA were increased by 2.4%, 6.3%, 97.7% compared with CK, separately. Therefore, we conclude that IBA can improve root growth by enhancing antioxidant enzyme activities and mitigating lipid peroxidation in Dracaena sanderiana. These results were expected to provide a theoretical basis for understanding the effects of different exogenous auxin analogues on root growth and development for Dracaena sanderiana cuttings.