Agronomie 18 (1998) 537-544
DOI: 10.1051/agro:19980804

Differential nickel tolerance of mung bean (Vigna radiata L.) genotypes in nutrient culture

Sanghamitra Samantaray^a, Gyana Ranjan Rout^b and Premananda Das<sup>a, b

a</sup>  Plant Physiology and Biochemistry Laboratory, Regional Plant Resource Centre, Bhubaneswar 751 015, Orissa, India
^b  Plant Biotechnology Division, Plant Tissue Culture Laboratory, Regional Plant Resource Centre, Bhubaneswar 751 015, Orissa, India

Abstract - Eight cultivars of mung bean (Vigna radiata L.) were tested for their tolerance to different levels of nickel (Ni) (0, 6, 12, 18 and 24 μM) in nutrient solution at pH 6.8. Seeds were germinated and grown in the presence of nickel under controlled environmental conditions. Standard growth parameters such as root length, shoot length, root/shoot dry biomass production and root/shoot tolerance index were used as markers of nickel toxicity. Measurements as early as 24 h after the beginning of treatment did not yield consistent results. However, root measurements 3, 6 and 9 days after the beginning of treatments yielded significant differences among cultivars which were similar to field performance in nickel-rich soils. The cultivars Dhauli and PDM-116 showed root growth while LGG-407, K-851, TARM-22 and TARM-1, TARM-21, TARM-26 exhibited a reverse trend in root growth in the presence of nickel (12 μM). The root tolerance index (RTI) and the shoot tolerance index (STI) with respect to Dhauli and PDM-116 were high indicating their tolerance to nickel; TARM-21 and TARM-26, however, showed a low RTI and STI. Based on the growth parameters eight cultivars of mung bean were ranked with respect to their tolerance to nickel: Dhauli > PDM-116 > LGG-407 > K-851 > TARM-22 > TARM-1 > TARM-21> TARM-26. Nickel induced greater G6PDH and GDH activity in Dhauli and PDM-116 as compared to LGG-407, K-851, TARM-22, TARM-1, TARM-21 and TARM-26. This method can be employed for quick screening of mung bean for nickel tolerance. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Tolérance au nickel de divers génotypes de haricot mungo (Vigna radiata L.) cultivés sur solution nutritive. On a testé la tolérance de huit cultivars de haricot mungo à divers niveaux de nickel (Ni) (0, 6, 12, 18 et 24 μM) présents dans une solution nutritive à pH 6,8. Les graines ont germé et se sont développées en présence de nickel en conditions de milieu contrôlées. Les paramètres standard de la croissance, tels que la longueur des racines, la longueur des pousses, la production de biomasse des racines et celle des pousses, l'indice de tolérance des racines et celui des pousses, ont été utilisés comme marqueurs de la toxicité du Ni. Les mesures faites 24 h après le début du traitement n'ont pas donné de résultats cohérents. La mesure des racines 3, 6 et 9 j après le début du traitement a donné des différences significatives entre cultivars qui avaient les mêmes performances au champ dans des sols riches en Ni. Les cultivars Dhauli et PDM-116 ont présenté une croissance racinaire en présence de Ni, tandis que la tendance était inverse pour LGG-407, K-851, TARM-22 et TARM-1, TARM-21 et TARM-26. L'indice de tolérance des racines (RTI) et celui des pousses (STI) indiquaient nettement une tolérance au Ni pour Dhauli et PDM-116 ; TARM-21 et TARM-26, en revanche, avaient un RTI et un STI faibles. La tolérance au Ni des huit cultivars, basée sur les paramètres de la croissance a donné le classement suivant : Dhauli > DDM-116 > LGG-407 > K-851 > TARM-22 > TARM-1 > TARM-21 > TARM-26. Le nickel a provoqué une plus grande activité enzymatique de la glucose-6-phosphate déshydrogénase et de la glutamate déshydrogénase chez Dhauli et PDM-116 comparé aux autres cultivars. Cette méthode peut être utilisée pour un criblage rapide du haricot mungo à la tolérance au nickel.(© Inra/Elsevier, Paris.)

Key words: nickel toxicity / glucose-6-phosphate dehydrogenase / glutamate dehydrogenase / mung bean / screening

Mots clés : haricot mungo / toxicité du nickel / glutamate déshydrogénase / glucose-6-phosphate déshydrogénase / criblage