This work was designed to evaluate whether external application of nitric oxide (NO) in the form of its donor S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP) could mitigate the deleterious effects of NaCl stress on chickpea (Cicer arietinum L.) plants. SNAP (50 μM) was applied to chickpea plants grown under non-saline and saline conditions (50 and 100 mM NaCl). Salt stress inhibited growth and biomass yield, leaf relative water content (LRWC) and chlorophyll content of chickpea plants. High salinity increased electrolyte leakage, carotenoid content and the levels of osmolytes (proline, glycine betaine, soluble proteins and soluble sugars), hydrogen peroxide (H2O2) and malondialdehyde (MDA), as well as the activities of antioxidant enzymes, such as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), and glutathione reductase in chickpea plants. Expression of the representative SOD, CAT and APX genes examined was also up-regulated in chickpea plants by salt stress. On the other hand, exogenous application of NO to salinized plants enhanced the growth parameters, LRWC, photosynthetic pigment production and levels of osmolytes, as well as the activities of examined antioxidant enzymes which is correlated with up-regulation of the examined SOD, CAT and APX genes, in comparison with plants treated with NaCl only. Furthermore, electrolyte leakage, H2O2 and MDA contents showed decline in salt-stressed plants supplemented with NO as compared with those in NaCl-treated plants alone. Thus, the exogenous application of NO protected chickpea plants against salt stress-induced oxidative damage by enhancing the biosyntheses of antioxidant enzymes, thereby improving plant growth under saline stress. Taken together, our results demonstrate that NO has capability to mitigate the adverse effects of high salinity on chickpea plants by improving LRWC, photosynthetic pigment biosyntheses, osmolyte accumulation and antioxidative defense system.

Salinity stress affected crop production of more than 20% of irrigated land globally. In the present study the effect of different concentrations of NaCl (0, 100, and 200 mM) on growth, physio-biochemical attributes, antioxidant enzymes, oil content, etc. in Brassica juncea and the protective role of Trichoderma harzianum (TH) was investigated. Salinity stress deteriorates growth, physio-biochemical attributes, that ultimately leads to decreased biomass yield in mustard seedlings. Higher concentration of NaCl (200 mM) decreased the plant height by 33.7%, root length by 29.7% and plant dry weight (DW) by 34.5%. On the other hand, supplementation of TH to NaCl treated mustard seedlings showed elevation by 13.8, 11.8, and 16.7% in shoot, root length and plant DW respectively as compared to plants treated with NaCl (200 mM) alone. Oil content was drastically affected by NaCl treatment; however, TH added plants showed enhanced oil percentage from 19.4 to 23.4% in the present study. NaCl also degenerate the pigment content and the maximum drop of 52.0% was recorded in Chl. 'a'. Enhanced pigment content was observed by the application of TH to NaCl treated plants. Proline content showed increase by NaCl stress and maximum accumulation of 59.12% was recorded at 200 mM NaCl. Further enhancement to 70.37% in proline content was recorded by supplementation of TH. NaCl stress (200 mM) affirms the increase in H2O2 by 69.5% and MDA by 36.5%, but reduction in the accumulation is recorded by addition of TH to mustard seedlings. 200 mM NaCl elevated SOD, POD, APX, GR, GST, GPX, GSH, and GSSG in the present study. Further enhancement was observed by the application of TH to the NaCl fed seedlings. NaCl stress suppresses the uptake of important elements in both roots and shoots, however, addition of TH restored the elemental uptake in the present study. Mustard seedlings treated with NaCl and TH showed restricted Na uptake as compared to seedlings treated with NaCl alone. In conclusion, TH proved to be very beneficial in imparting resistance to the mustard plants against NaCl stress through improved uptake of essential elements, modulation of osmolytes and antioxidants.

Microbes living symbiotically in plant tissues mutually cooperate with each other by providing nutrients for proliferation of the partner organism and have a beneficial effect on plant growth. However, few studies thus far have examined the interactive effect of endophytic bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in hostile conditions and their potential to improve plant stress tolerance. In this study, we investigated how the synergistic interactions of endophytic bacteria and AMF affect plant growth, nodulation, nutrient acquisition and stress tolerance of Acacia gerrardii under salt stress. Plant growth varied between the treatments with both single inoculants and was higher in plants inoculated with the endophytic B. subtilis strain than with AMF. Co-inoculated A. gerrardii had a significantly greater shoot and root dry weight, nodule number, and leghemoglobin content than those inoculated with AMF or B. subtilis alone under salt stress. The endophytic B. subtilis could alleviate the adverse effect of salt on AMF colonization. The differences in nitrate and nitrite reductase and nitrogenase activities between uninoculated plants and those inoculated with AMF and B. subtilis together under stress were significant. Both inoculation treatments, either B. subtilis alone or combined with AMF, enhanced the N, P, K, Mg and Ca contents and phosphatase activities in salt-stressed A. gerrardii tissues and reduced Na and Cl concentration, thereby protecting salt-stressed plants from ionic and osmotic stress-induced changes. In conclusion, our results indicate that endophytic bacteria and AMF contribute to a tripartite mutualistic symbiosis in A. gerrardii and are coordinately involved in the plant adaptation to salt stress tolerance. Key words: AMF, endophyte, Acacia gerrardii, salinity, nutrition

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) association increases plant stress tolerance. This study aimed to determine the mitigation effect of AMF on the growth and metabolic changes of cucumbers under adverse impact of salt stress. Salinity reduced the water content and synthesis of pigments. However, AMF inoculation ameliorated negative effects by enhancing the biomass, synthesis of pigments, activity of antioxidant enzymes, including superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase, and the content of ascorbic acid, which might be the result of lower level lipid peroxidation and electrolyte leakage. An accumulation of phenols and proline in AMF-inoculated plants also mediated the elimination of superoxide radicals. In addition, jasmonic acid, salicylic acid and several important mineral elements (K, Ca, Mg, Zn, Fe, Mn and Cu) were enhanced with significant reductions in the uptake of deleterious ions like Na+. These results suggested that AMF can protect cucumber growth from salt stress.

Salinity causes disturbance in symbiotic performance of plants, and increases susceptibility of plants to soil-borne pathogens. Endophytic bacteria are an essential determinant of cross-tolerance to biotic and abiotic stresses in plants. The aim of this study was to isolate non-rhizobial endophytic bacteria from the root nodules of chickpea (Cicer arietinum L.), and to assess their ability to improve plant growth and symbiotic performance, and to control root rot in chickpea under saline soil conditions. A total of 40 bacterial isolates from internal root tissues of chickpea grown in salinated soil were isolated. Four bacterial isolates, namely Bacillus cereus NUU1, Achromobacter xylosoxidans NUU2, Bacillus thuringiensis NUU3, and Bacillus subtilis NUU4 colonizing root tissue demonstrated plant beneficial traits and/or antagonistic activity against F. solani and thus were characterized in more detail. The strain B. subtilis NUU4 proved significant plant growth promotion capabilities, improved symbiotic performance of host plant with rhizobia, and promoted yield under saline soil as compared to untreated control plants under field conditions. A combined inoculation of chickpea with M. ciceri IC53 and B. subtilis NUU4 decreased H2O2 concentrations and increased proline contents compared to the un-inoculated plants indicating an alleviation of adverse effects of salt stress. Furthermore, the bacterial isolate was capable to reduce the infection rate of root rot in chickpea caused by F. solani. This is the first report of F. solani causing root rot of chickpea in a salinated soil of Uzbekistan. Our findings demonstrated that the endophytic B. subtilis strain NUU4 provides high potentials as a stimulator for plant growth and as biological control agent of chickpea root rot under saline soil conditions. These multiple relationships could provide promising practical approaches to increase the productivity of legumes under salt stress.

In present study, we evaluated the effects of Jasmonic acid (JA) on physio-biochemical attributes, antioxidant enzyme activity and gene expression in soybean (Glycine max L.) plants subjected to nickel (Ni) stress. Ni stress decreases the shoot and root length and chlorophyll content by 37.23%, 38.31% and 39.21% respectively over the control. However, application of JA was found to improve the chlorophyll content and growth of Ni-stressed seedlings in terms of root and shoot length. Plants supplemented with Jasmonate restores the chlorophyll fluorescence, which was disturbed by Ni stress. The present study demonstrated increase in proline, glycinebetaine, total protein and total soluble sugar (TSS) by 33.09%, 51.26%, 22.58% and 49.15% respectively under Ni toxicity as compared to control. Supplementation of JA to Ni stressed plants further enhanced the above parameters. Ni stress increases hydrogen peroxide (H2O2) by 68.49%, lipid peroxidation (MDA) by 50.57% and NADPH oxidase by 50.92% over the control. Supplementation of JA minimizes the accumulation of H2O2, MDA and NADPH oxidase, which helps in stabilization of biomolecules. The activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) increases by 40.04%, 28.22%, 48.53% and 56.79% respectively over the control in Ni treated seedlings and further enhancement in the antioxidant activity was observed by the application of JA. Ni treated soybean seedlings showed increase in expression of Fe-SOD by 77.62%, CAT by 15.25%, POD by 58.33% and APX by 80.58% over the control. Nevertheless, application of JA further enhanced the expression of the above genes in the present study. Our results signified that Ni stress caused negative impacts on soybean seedlings, but, co-application of JA facilitate the seedlings to combat the detrimental effects of Ni through enhanced osmolytes and osmoprotectants, antioxidant enzyme activity and gene expression.

This work examined the role of exogenously applied calcium (Ca; 50 mM) and potassium (K; 10 mM) (alone and in combination) in alleviating the negative effects of cadmium (Cd; 200 μM) on growth, biochemical attributes, secondary metabolites and yield of chickpea (Cicer arietinum L.). Cd stress significantly decreased the length and weight (fresh and dry) of shoot and root and yield attributes in terms of number of pods and seed yield (vs. control). Exhibition of decreases in chlorophyll (Chl) a, Chl b, and total Chl was also observed with Cd-exposure when compared to control. However, Cd-exposure led to an increase in the content of carotenoids. In contrast, the exogenous application of Ca and K individually as well as in combination minimized the extent of Cd-impact on previous traits. C. arietinum seedlings subjected to Cd treatment exhibited increased contents of organic solute (proline, Pro) and total protein; whereas, Ca and K-supplementation further enhanced the Pro and total protein content. Additionally, compared to control, Cd-exposure also caused elevation in the contents of oxidative stress markers (hydrogen peroxidase, H2O2; malondialdehyde, MDA) and in the activity of antioxidant defense enzymes (superoxide dismutase, SOD; catalase, CAT; ascorbate peroxidase, APX; glutathione reductase, GR). Ca, K, and Ca + K supplementation caused further enhancements in the activity of these enzymes but significantly decreased contents of H2O2 and MDA, also that of Cd accumulation in shoot and root. The contents of total phenol, flavonoid and mineral elements (S, Mn, Mg, Ca and K) that were also suppressed in Cd stressed plants in both shoot and root were restored to appreciable levels with Ca- and K-supplementation. However, the combination of Ca + K supplementation was more effective in bringing the positive response as compared to individual effect of Ca and K on Cd-exposed C. arietinum. Overall, this investigation suggests that application of Ca and/or K can efficiently minimize Cd-toxicity and eventually improve health and yield in C. arietinum by the cumulative outcome of the enhanced contents of organic solute, secondary metabolites, mineral elements, and activity of antioxidant defense enzymes.

Biofilm forming from a variety of microbial pathogens can pose a serious health hazard that is difficult to combat. Nanotechnology, however, represents a new approach to fighting and eradicating biofilm-forming microorganisms. In the present study, the sustainable synthesis and characterization of biocompatible silver nanoparticles (AgNPs) from leaf extracts of Semecarpus anacardium, Glochidion lanceolarium, and Bridelia retusa was explored. Continuous synthesis was observed in a UV-vis spectroscopic analysis and the participating phytoconstituents, flavonoids, phenolic compounds, phytosterols, and glycosides, were characterized by Attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy. The size and surface charge of the particles were also measured by dynamic light scattering spectroscopy. Scanning electron microscopy study was employed to examine the morphology of the nanoparticles. The spectroscopic and microscopic study confirmed the successful synthesis of AgNPs by plant extracts acting as strong reducing agents. The synthesized AgNPs were screened for antibacterial and anti-biofilm activity against human pathogens Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, and Staphylococcus aureus. Results of the study demonstrate the potential of phyto-synthesized AgNPs to act as anti-biofilm agents and for other biomedical applications.