¿Afectan la Oxitetraciclina y la Ciprofloxacina el fenotipo de crecimiento, la actividad enzimática fotosintética de las hojas, el metabolismo del nitrógeno y la homeostasis de hormonas endógenas en plántulas de maíz?
Autores: Wang, Mingquan; Wang, Yong; Li, Guoliang; Hu, Guanghui; Fu, Lixin; Hu, Shaoxin; Yang, Jianfei; Wang, Zhiguo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
¿Afectan la Oxitetraciclina y la Ciprofloxacina el fenotipo de crecimiento, la actividad enzimática fotosintética de las hojas, el metabolismo del nitrógeno y la homeostasis de hormonas endógenas en plántulas de maíz?
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Antibióticos
Plántulas de maíz
Concentraciones
Crecimiento
Enzimas fotosintéticas
Metabolismo del nitrógeno
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El amplio uso de antibióticos en múltiples campos conduce a su entrada en el medio ambiente, desafiando la agricultura y la ecología y afectando potencialmente el crecimiento de plántulas de maíz. En este estudio, se eligió la variedad de maíz Longken 10 como material experimental. Posteriormente, se seleccionaron dos antibióticos comúnmente utilizados en la producción, a saber, la oxitetraciclina (OTC) perteneciente a la clase de las tetraciclinas y la ciprofloxacina (CIP) de la clase de las quinolonas. Para examinar de manera integral los impactos de estos antibióticos en el fenotipo, las enzimas fotosintéticas, el metabolismo del nitrógeno y los contenidos de hormonas endógenas de las plántulas de maíz, se establecieron una serie de diferentes gradientes de concentración (0, 3, 5, 30, 60 y 120 mg·L) y se empleó el método de solución nutritiva hidropónica. Los resultados mostraron que, en comparación con el grupo de control (CK), las actividades de todos los indicadores de las plántulas de maíz fueron más fuertes y el crecimiento de las plántulas fue más vigoroso cuando la concentración de CIP fue de 5 mg·L y la de OTC fue de 3 mg·L. El efecto inhibitorio de la OTC sobre varios indicadores de las plántulas de maíz fue más fuerte que el de la CIP. Las partes subterráneas de las plántulas de maíz fueron más sensibles a la OTC y la CIP que las partes aéreas. En general, las plántulas de maíz mostraron una tendencia en la que altas concentraciones (30-120 mg·L) de antibióticos inhibieron el crecimiento, mientras que bajas concentraciones (3-5 mg·L) promovieron el crecimiento. Los grupos de tratamiento con 3-5 mg·L de OTC y CIP aumentaron los fenotipos de crecimiento de las plántulas de maíz, el crecimiento robusto de las plántulas con mayor vitalidad y el contenido relativo de agua de las hojas de maíz; disminuyeron la conductividad eléctrica relativa de las hojas de maíz, indicando una reducción en la permeabilidad celular; aumentaron las actividades de las enzimas fotosintéticas de las hojas (PEPCase, RUBPCase, PPDK, NADP-ME y NADP-MDH); aumentaron los niveles de hormonas (IAA, GA y ZR) en las hojas y raíces de maíz; disminuyeron los niveles de ABA y MeJA; aumentaron los niveles de enzimas relacionadas con el metabolismo del nitrógeno (GS, GOGAT y GAD) en raíces y hojas; disminuyeron el nivel de GDH; mejoraron la actividad radicular y aumentaron varios parámetros radiculares (incluyendo diámetro promedio, número de puntas de raíces, volumen total, longitud total de raíces y área superficial de raíces), indicando un crecimiento radicular vigoroso. En comparación con CK, los grupos de tratamiento con 30-120 mg·L de OTC y CIP redujeron los fenotipos de las plántulas de maíz, disminuyeron el contenido relativo de agua de las hojas de maíz y aumentaron la conductividad eléctrica relativa de las hojas de maíz, indicando una mayor permeabilidad celular; redujeron la actividad de las enzimas fotosintéticas de las hojas, lo que llevó a una fotosíntesis debilitada y a una disminución de la productividad fotosintética; bajaron los niveles de IAA, GA y ZR en las hojas y raíces de las plántulas de maíz, y aumentaron los niveles de ABA y MeJA; disminuyeron los niveles de GS, GOGAT y GAD en las hojas y raíces de las plántulas de maíz, y aumentaron el nivel de GDH; redujeron la actividad radicular, con la correspondiente disminución en varios parámetros radiculares.
Descripción
El amplio uso de antibióticos en múltiples campos conduce a su entrada en el medio ambiente, desafiando la agricultura y la ecología y afectando potencialmente el crecimiento de plántulas de maíz. En este estudio, se eligió la variedad de maíz Longken 10 como material experimental. Posteriormente, se seleccionaron dos antibióticos comúnmente utilizados en la producción, a saber, la oxitetraciclina (OTC) perteneciente a la clase de las tetraciclinas y la ciprofloxacina (CIP) de la clase de las quinolonas. Para examinar de manera integral los impactos de estos antibióticos en el fenotipo, las enzimas fotosintéticas, el metabolismo del nitrógeno y los contenidos de hormonas endógenas de las plántulas de maíz, se establecieron una serie de diferentes gradientes de concentración (0, 3, 5, 30, 60 y 120 mg·L) y se empleó el método de solución nutritiva hidropónica. Los resultados mostraron que, en comparación con el grupo de control (CK), las actividades de todos los indicadores de las plántulas de maíz fueron más fuertes y el crecimiento de las plántulas fue más vigoroso cuando la concentración de CIP fue de 5 mg·L y la de OTC fue de 3 mg·L. El efecto inhibitorio de la OTC sobre varios indicadores de las plántulas de maíz fue más fuerte que el de la CIP. Las partes subterráneas de las plántulas de maíz fueron más sensibles a la OTC y la CIP que las partes aéreas. En general, las plántulas de maíz mostraron una tendencia en la que altas concentraciones (30-120 mg·L) de antibióticos inhibieron el crecimiento, mientras que bajas concentraciones (3-5 mg·L) promovieron el crecimiento. Los grupos de tratamiento con 3-5 mg·L de OTC y CIP aumentaron los fenotipos de crecimiento de las plántulas de maíz, el crecimiento robusto de las plántulas con mayor vitalidad y el contenido relativo de agua de las hojas de maíz; disminuyeron la conductividad eléctrica relativa de las hojas de maíz, indicando una reducción en la permeabilidad celular; aumentaron las actividades de las enzimas fotosintéticas de las hojas (PEPCase, RUBPCase, PPDK, NADP-ME y NADP-MDH); aumentaron los niveles de hormonas (IAA, GA y ZR) en las hojas y raíces de maíz; disminuyeron los niveles de ABA y MeJA; aumentaron los niveles de enzimas relacionadas con el metabolismo del nitrógeno (GS, GOGAT y GAD) en raíces y hojas; disminuyeron el nivel de GDH; mejoraron la actividad radicular y aumentaron varios parámetros radiculares (incluyendo diámetro promedio, número de puntas de raíces, volumen total, longitud total de raíces y área superficial de raíces), indicando un crecimiento radicular vigoroso. En comparación con CK, los grupos de tratamiento con 30-120 mg·L de OTC y CIP redujeron los fenotipos de las plántulas de maíz, disminuyeron el contenido relativo de agua de las hojas de maíz y aumentaron la conductividad eléctrica relativa de las hojas de maíz, indicando una mayor permeabilidad celular; redujeron la actividad de las enzimas fotosintéticas de las hojas, lo que llevó a una fotosíntesis debilitada y a una disminución de la productividad fotosintética; bajaron los niveles de IAA, GA y ZR en las hojas y raíces de las plántulas de maíz, y aumentaron los niveles de ABA y MeJA; disminuyeron los niveles de GS, GOGAT y GAD en las hojas y raíces de las plántulas de maíz, y aumentaron el nivel de GDH; redujeron la actividad radicular, con la correspondiente disminución en varios parámetros radiculares.