Rhizofungus mitiga el daño asociado al estrés por metales pesados en L
Autores: Dilawar, Naveen; Hamayun, Muhammad; Iqbal, Amjad; Lee, Bokyung; Ali, Sajid; Ahmad, Ayaz; Alrefaei, Abdulwahed Fahad; Faraj, Turki Kh.; Kim, Ho-Youn; Hussain, Anwar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Rhizofungus mitiga el daño asociado al estrés por metales pesados en L
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Residuos industriales
Depósito de aguas residuales
Metales pesados
Microorganismos
Detoxificación
Plántulas de trigo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
Los desechos industriales y las aguas residuales depositan metales pesados en el suelo, donde pueden permanecer durante largos períodos. Aunque existen varios métodos para gestionar los metales pesados en el suelo agrícola, los microorganismos presentan una solución prometedora y efectiva para su detoxificación. Aislamos un rizofungo, (GenBank Acc. No. KT310979.1), de L., e investigamos sus capacidades de promoción del crecimiento y detoxificación de metales. El hongo aislado fue evaluado por su capacidad para mitigar la toxicidad del plomo (25 y 75 ppm) y del cobre (100 y 200 ppm) en plántulas de L. El experimento utilizó un diseño completamente aleatorizado con tres réplicas para cada tratamiento. Colonizó con éxito las raíces de las plántulas de trigo, incluso en presencia de metales pesados, y mejoró significativamente el crecimiento de las plantas. El aislado alivia efectivamente el estrés por plomo y cobre en las plántulas de trigo, como lo evidencian los aumentos en la longitud de los brotes (142%), la longitud de las raíces (98%), el peso fresco (24%), el peso seco (73%), el contenido de proteínas (31%) y el contenido de azúcares (40%). Se observó que las plántulas de trigo poseen un sistema de defensa básico contra el estrés, pero era insuficiente para mantener un crecimiento normal. La inoculación fúngica fortaleció el sistema de defensa del huésped y redujo su exposición a metales pesados tóxicos. En las plántulas tratadas, la exposición a metales pesados aumentó significativamente la expresión del gen MT1, lo que ayudó en la detoxificación de metales, mejoró las defensas antioxidantes y mantuvo la homeostasis de metales. Se observó una reducción en la exposición a metales en varias áreas, incluyendo la normalización de las actividades de las enzimas antioxidantes que habían aumentado hasta un 67% tras la exposición a Pb (75 mg/kg) y Cu (200 mg/kg). La exposición a metales pesados elevó los niveles de antioxidantes, pero también aumentó los niveles de ROS en un 86%. Sin embargo, con la colonización, los niveles de ROS se mantuvieron dentro de rangos normales. Esta disminución en ROS se asoció con niveles reducidos de malondialdehído (MDA), una mayor estabilidad de la membrana y una restauración de la arquitectura de las raíces. En conclusión, la colonización rizofúngica mejoró la tolerancia a metales en las plántulas al disminuir la absorción de metales y aumentar los niveles de proteínas metalotioneínas que se unen a metales.
Descripción
Los desechos industriales y las aguas residuales depositan metales pesados en el suelo, donde pueden permanecer durante largos períodos. Aunque existen varios métodos para gestionar los metales pesados en el suelo agrícola, los microorganismos presentan una solución prometedora y efectiva para su detoxificación. Aislamos un rizofungo, (GenBank Acc. No. KT310979.1), de L., e investigamos sus capacidades de promoción del crecimiento y detoxificación de metales. El hongo aislado fue evaluado por su capacidad para mitigar la toxicidad del plomo (25 y 75 ppm) y del cobre (100 y 200 ppm) en plántulas de L. El experimento utilizó un diseño completamente aleatorizado con tres réplicas para cada tratamiento. Colonizó con éxito las raíces de las plántulas de trigo, incluso en presencia de metales pesados, y mejoró significativamente el crecimiento de las plantas. El aislado alivia efectivamente el estrés por plomo y cobre en las plántulas de trigo, como lo evidencian los aumentos en la longitud de los brotes (142%), la longitud de las raíces (98%), el peso fresco (24%), el peso seco (73%), el contenido de proteínas (31%) y el contenido de azúcares (40%). Se observó que las plántulas de trigo poseen un sistema de defensa básico contra el estrés, pero era insuficiente para mantener un crecimiento normal. La inoculación fúngica fortaleció el sistema de defensa del huésped y redujo su exposición a metales pesados tóxicos. En las plántulas tratadas, la exposición a metales pesados aumentó significativamente la expresión del gen MT1, lo que ayudó en la detoxificación de metales, mejoró las defensas antioxidantes y mantuvo la homeostasis de metales. Se observó una reducción en la exposición a metales en varias áreas, incluyendo la normalización de las actividades de las enzimas antioxidantes que habían aumentado hasta un 67% tras la exposición a Pb (75 mg/kg) y Cu (200 mg/kg). La exposición a metales pesados elevó los niveles de antioxidantes, pero también aumentó los niveles de ROS en un 86%. Sin embargo, con la colonización, los niveles de ROS se mantuvieron dentro de rangos normales. Esta disminución en ROS se asoció con niveles reducidos de malondialdehído (MDA), una mayor estabilidad de la membrana y una restauración de la arquitectura de las raíces. En conclusión, la colonización rizofúngica mejoró la tolerancia a metales en las plántulas al disminuir la absorción de metales y aumentar los niveles de proteínas metalotioneínas que se unen a metales.