Interactive effects of salinity and iron deficiency in Medicago ciliaris

In calcareous salt-affected soils, iron availability to plants is subjected to the effects of both sodium and bicarbonate ions. Our aim was to study interactive effects of salinity and iron deficiency on iron acquisition and root acidification induced by iron deficiency in Medicago ciliaris L., a species commonly found in saline ecosystems. Four treatments were used: C, control treatment, complete medium (CM) containing 30 μM Fe; S, salt treatment, CM with 75 mM NaCl; D, deficient treatment, CM containing only 1 μM Fe; DS, interactive treatment, CM containing 1 μM Fe with 75 mM NaCl. Our study showed that plant growth and chlorophyll content were much more affected by the interactive treatment than by iron deficiency or by the salt treatment, indicating an additive effect of these constraints in DS plants. These results could be partially explained by Na accumulation in shoots as well as a limitation of nutrient uptake such as Fe and K under salt stress, under iron deficiency, and especially under their combined effect. The study also showed that root acidification was deeply diminished when iron deficiency was associated with salinity. This probably explained the decrease of Fe uptake and suggested that root proton pump activity would be inhibited by salinity. To cite this article: M. Rabhi et al., C. R. Biologies 330 (2007).

RésuméDans les sols calcaires salins, la disponibilité du fer pour les plantes est soumise à la fois aux effets des ions sodium et bicarbonate. Notre objectif était d'étudier les effets de l'interaction salinité–déficience ferrique sur l'acquisition du fer et l'acidification racinaire induite par le manque de fer chez Medicago ciliaris L., une espèce abondante dans les écosystèmes salins. Quatre traitements ont été étudiés : C, milieu complet (MC) contenant 30 μM Fe ; S, traitement salin, MC additionné de 75 mM NaCl ; D, milieu déficient en fer MC, contenant 1 μM Fe seulement ; DS, traitement combiné, MC contenant 1 μM Fe et additionné de 75 mM NaCl. Les résultats ont montré que la croissance et la teneur en chlorophylles des plantes sont beaucoup plus affectées par les effets conjugués de la salinité et de la déficience en fer que par leurs effets individuels, indiquant un effet additif des deux contraintes chez les plantes DS. Ces résultats pourraient être, en partie, expliqués par l'accumulation du sodium dans les parties aériennes, ainsi que par la limitation de l'acquisition d'éléments indispensables, comme Fe et K en conditions de salinité, de déficience en fer et, surtout, en conditions d'interaction de ces deux effets. L'étude a montré également que l'acidification racinaire induite par la limitation en Fe a été fortement réduite en présence du sel. Ce résultat, qui est concomitant avec la diminution de l'absorption du fer, suggère que l'activité de la pompe à protons racinaire puisse être inhibée par le stress salin. Pour citer cet article : M. Rabhi et al., C. R. Biologies 330 (2007).