Recientes desarrollos en la cría molecular de arroz para la tolerancia a la toxicidad de metales pesados
Autores: Haider, Zulqarnain; Ahmad, Irshan; Zia, Samta; Gan, Yinbo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Recientes desarrollos en la cría molecular de arroz para la tolerancia a la toxicidad de metales pesados
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Toxicidad por metales pesados
Metales pesados
Envenenamiento
Síntomas
Arroz
Contaminación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La toxicidad de metales pesados se refiere generalmente al impacto negativo en el medio ambiente, los humanos y otros organismos vivos causado por la exposición a metales pesados (HMs). La intoxicación por metales pesados es la acumulación de HMs en los tejidos blandos de los organismos en una cantidad tóxica. Los HMs se unen a ciertas células y evitan que los órganos funcionen. Los síntomas de la intoxicación por HM pueden ser mortales y no solo causar daños irreversibles a humanos y otros organismos, sino también reducir significativamente el rendimiento agrícola. Los síntomas y hallazgos del examen físico asociados con la intoxicación por HM varían dependiendo del metal acumulado. Muchos HMs, como el zinc, cobre, cromo, hierro y manganeso, están presentes en niveles extremadamente bajos pero son esenciales para el funcionamiento de las plantas. Sin embargo, si estos metales se acumulan en las plantas en concentraciones suficientes para causar intoxicación, pueden ocurrir daños graves. El arroz se consume en todo el mundo como alimento básico y a menudo se producen incidentes de contaminación por HM en áreas de cultivo de arroz. En muchos países productores de arroz, el cadmio (Cd), arsénico (As) y plomo (Pb) han sido reconocidos como HMs comúnmente extendidos que contaminan los campos de arroz en todo el mundo. Además de las actividades mineras e de riego, el uso de fertilizantes y pesticidas también ha contribuido significativamente a la contaminación por HM de los suelos de cultivo de arroz en todo el mundo. Se han reportado una serie de QTLs asociados con señales de estrés por HM de diversas moléculas intermedias que activan varios factores de transcripción (TFs). Algunas enzimas antioxidantes han sido estudiadas y contribuyen a la eliminación de especies reactivas de oxígeno, lo que finalmente conduce a la tolerancia al estrés en el arroz. La ingeniería genómica y las técnicas avanzadas de edición se han aplicado con éxito al arroz para mejorar la tolerancia a los metales y reducir la acumulación de HM en los granos. En este artículo de revisión, se discuten en detalle los recientes desarrollos y avances en la ciencia molecular para la inducción de la tolerancia al estrés por HM, incluida la reducción de la absorción de metal, el transporte compartimentado, la señalización regulada por genes y la reducción de la acumulación o desviación de partículas de HM a partes de la planta que no sean los granos, con un énfasis particular en el arroz.
Descripción
La toxicidad de metales pesados se refiere generalmente al impacto negativo en el medio ambiente, los humanos y otros organismos vivos causado por la exposición a metales pesados (HMs). La intoxicación por metales pesados es la acumulación de HMs en los tejidos blandos de los organismos en una cantidad tóxica. Los HMs se unen a ciertas células y evitan que los órganos funcionen. Los síntomas de la intoxicación por HM pueden ser mortales y no solo causar daños irreversibles a humanos y otros organismos, sino también reducir significativamente el rendimiento agrícola. Los síntomas y hallazgos del examen físico asociados con la intoxicación por HM varían dependiendo del metal acumulado. Muchos HMs, como el zinc, cobre, cromo, hierro y manganeso, están presentes en niveles extremadamente bajos pero son esenciales para el funcionamiento de las plantas. Sin embargo, si estos metales se acumulan en las plantas en concentraciones suficientes para causar intoxicación, pueden ocurrir daños graves. El arroz se consume en todo el mundo como alimento básico y a menudo se producen incidentes de contaminación por HM en áreas de cultivo de arroz. En muchos países productores de arroz, el cadmio (Cd), arsénico (As) y plomo (Pb) han sido reconocidos como HMs comúnmente extendidos que contaminan los campos de arroz en todo el mundo. Además de las actividades mineras e de riego, el uso de fertilizantes y pesticidas también ha contribuido significativamente a la contaminación por HM de los suelos de cultivo de arroz en todo el mundo. Se han reportado una serie de QTLs asociados con señales de estrés por HM de diversas moléculas intermedias que activan varios factores de transcripción (TFs). Algunas enzimas antioxidantes han sido estudiadas y contribuyen a la eliminación de especies reactivas de oxígeno, lo que finalmente conduce a la tolerancia al estrés en el arroz. La ingeniería genómica y las técnicas avanzadas de edición se han aplicado con éxito al arroz para mejorar la tolerancia a los metales y reducir la acumulación de HM en los granos. En este artículo de revisión, se discuten en detalle los recientes desarrollos y avances en la ciencia molecular para la inducción de la tolerancia al estrés por HM, incluida la reducción de la absorción de metal, el transporte compartimentado, la señalización regulada por genes y la reducción de la acumulación o desviación de partículas de HM a partes de la planta que no sean los granos, con un énfasis particular en el arroz.