Cambios fisiológicos y ultraestructurales en cultivares expuestos a diferentes condiciones de estrés por cadmio
Autores: Muhammad, Luqman; , Salahuddin; Khan, Asif; Zhou, Yunwei; He, Miao; Alrefaei, Abdulwahed Fahad; Khan, Murtaza; Ali, Sajid
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Cambios fisiológicos y ultraestructurales en cultivares expuestos a diferentes condiciones de estrés por cadmio
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Crisantemo
Cultivares
Cadmio
Clorofila
Estrés
Antioxidante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Las especies de plantas ornamentales pueden variar sustancialmente en su respuesta de tolerancia a metales pesados. El objetivo de esta investigación fue verificar los cultivares de crisantemo, a saber, Donglin Ruixue (C), Amarillo (F), Bolsillo rojo (G) y Nuevo 9714 (I), que se utilizan comúnmente como plantas de paisaje para determinar sus niveles de tolerancia al cadmio (Cd) en diferentes concentraciones de cadmio a través de cultivos hidropónicos. Los cultivares de crisantemo fueron tratados con cinco concentraciones diferentes de Cd (0, 10, 20, 50 y 100 mg L) y se tuvieron en cuenta diferentes rasgos fisiológicos, enzimáticos y de ultraestructura in vitro. Los resultados mostraron que la concentración de cadmio inhibió significativamente el contenido total de clorofila, clorofila a, clorofila b y contenido de carotenoides. Los contenidos de clorofila se redujeron significativamente a concentraciones más altas de Cd en todos los cultivares, pero las tasas de reducción fueron mayores en los cultivares F (59.49%), G (40.41%), I (44.97%) y C (33.86%). Del mismo modo, la reducción de clorofila b fue mayor que la de clorofila a en I (73.33%), seguido de G (58.06%), F (61.66%) y C (32.43%), en condiciones de estrés por Cd. Además, la conductividad relativa se registró en los cultivares C (146.48%), F (223.66%), G (165.96%) e I (154.92%), respectivamente, a concentraciones de Cd de 100 mg L. Asimismo, el MDA aumentó significativamente con un alto estrés por Cd, en un 155.56, 325.27, 173.91 y 322.18%, en los cultivares C, F, G e I a 100 mg L, pero se promovió con un mayor aumento en los cultivares F e I. Del mismo modo, las actividades de SOD y CAT aumentaron con el aumento del estrés por Cd, pero disminuyeron en los cultivares F e I en niveles de estrés más altos de 100 mg L. De la misma manera, la actividad de POD fue significativamente mayor en los cultivares C y G. Además, también se produjeron cambios en la ultraestructura con el aumento del estrés por Cd, es decir, de 20 mg L a 100 mg L, y estos cambios causaron alteraciones en los organelos celulares, incluidos el cloroplasto, grana, lamela, tilacoide y estroma. También causaron daños notables en las mitocondrias a concentraciones de Cd más altas. Se concluyó que los niveles más altos de defensa antioxidante de los cultivares C y G de crisantemo indicaron su capacidad para tolerar condiciones de estrés por Cd alto. Por lo tanto, podrían ser utilizados por su potencial de fitorremediación en áreas contaminadas con Cd.
Descripción
Las especies de plantas ornamentales pueden variar sustancialmente en su respuesta de tolerancia a metales pesados. El objetivo de esta investigación fue verificar los cultivares de crisantemo, a saber, Donglin Ruixue (C), Amarillo (F), Bolsillo rojo (G) y Nuevo 9714 (I), que se utilizan comúnmente como plantas de paisaje para determinar sus niveles de tolerancia al cadmio (Cd) en diferentes concentraciones de cadmio a través de cultivos hidropónicos. Los cultivares de crisantemo fueron tratados con cinco concentraciones diferentes de Cd (0, 10, 20, 50 y 100 mg L) y se tuvieron en cuenta diferentes rasgos fisiológicos, enzimáticos y de ultraestructura in vitro. Los resultados mostraron que la concentración de cadmio inhibió significativamente el contenido total de clorofila, clorofila a, clorofila b y contenido de carotenoides. Los contenidos de clorofila se redujeron significativamente a concentraciones más altas de Cd en todos los cultivares, pero las tasas de reducción fueron mayores en los cultivares F (59.49%), G (40.41%), I (44.97%) y C (33.86%). Del mismo modo, la reducción de clorofila b fue mayor que la de clorofila a en I (73.33%), seguido de G (58.06%), F (61.66%) y C (32.43%), en condiciones de estrés por Cd. Además, la conductividad relativa se registró en los cultivares C (146.48%), F (223.66%), G (165.96%) e I (154.92%), respectivamente, a concentraciones de Cd de 100 mg L. Asimismo, el MDA aumentó significativamente con un alto estrés por Cd, en un 155.56, 325.27, 173.91 y 322.18%, en los cultivares C, F, G e I a 100 mg L, pero se promovió con un mayor aumento en los cultivares F e I. Del mismo modo, las actividades de SOD y CAT aumentaron con el aumento del estrés por Cd, pero disminuyeron en los cultivares F e I en niveles de estrés más altos de 100 mg L. De la misma manera, la actividad de POD fue significativamente mayor en los cultivares C y G. Además, también se produjeron cambios en la ultraestructura con el aumento del estrés por Cd, es decir, de 20 mg L a 100 mg L, y estos cambios causaron alteraciones en los organelos celulares, incluidos el cloroplasto, grana, lamela, tilacoide y estroma. También causaron daños notables en las mitocondrias a concentraciones de Cd más altas. Se concluyó que los niveles más altos de defensa antioxidante de los cultivares C y G de crisantemo indicaron su capacidad para tolerar condiciones de estrés por Cd alto. Por lo tanto, podrían ser utilizados por su potencial de fitorremediación en áreas contaminadas con Cd.