Diferencias en la absorción y acumulación de cadmio en plántulas de variedades de trigo con baja y alta acumulación de cadmio en grano bajo diferentes estrés hídricos
Autores: Xiao, Yatao; Guo, Wei; Qi, Xuebin; Hashem, Mahmoud S.; Wang, Dezhe; Sun, Chaoxiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diferencias en la absorción y acumulación de cadmio en plántulas de variedades de trigo con baja y alta acumulación de cadmio en grano bajo diferentes estrés hídricos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Cadmio
Sequía
Trigo
Genotipos
Absorción de Cd
Morfología de raíces
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El cadmio (Cd) y la sequía, como estrés abiótico, han sido durante mucho tiempo desafíos significativos para el crecimiento de cultivos y la producción agrícola. Sin embargo, se han realizado relativamente pocos estudios sobre los efectos del estrés por sequía en la absorción de Cd, especialmente en lo que respecta a las diferencias en la caracterización de la absorción de Cd en variedades con diferentes acumulaciones de Cd bajo diferentes niveles de estrés por sequía. Para investigar los efectos de las condiciones de sequía en la absorción de Cd por el trigo en diferentes genotipos bajo niveles de contaminación por Cd específicos, validamos las diferencias en las características de absorción radicular de genotipos de trigo de baja (YM) y alta acumulación de Cd en grano (XM) utilizando tecnología de microprueba no invasiva, y realizamos un experimento hidropónico sobre la adición de Cd y diferentes niveles de sequía en una cámara climática controlada. Se determinaron la biomasa, la morfología de las raíces, la absorción de Cd y la acumulación bajo Cd (100 umol L) y diferentes niveles de sequía del 0% (0 MPa), 5% (-0.100 Mpa), 10% (-0.200 Mpa) y 15% (-0.388 Mpa) simulados por polietileno glicol (PEG-6000). Encontramos que la exposición simultánea al Cd y a la sequía tuvo un efecto supresor sobre las longitudes totales de las raíces, las áreas superficiales de las raíces y los volúmenes de las raíces de XM y YM, aunque con patrones de variación distintos. A medida que aumentó la concentración de PEG-6000, las concentraciones de Cd y la cantidad de Cd acumulado en las raíces y brotes de XM y YM disminuyeron. Específicamente, la concentración de Cd en las raíces mostró una reducción que varió del 12.51% al 66.90%, mientras que la concentración de Cd en los brotes experimentó una disminución aún mayor del 50.46% al 80.57%. La concentración de PEG-6000 se correlacionó negativamente de manera significativa (< 0.001) con la concentración de Cd en raíces y brotes y la acumulación de Cd en raíces, brotes y plantas completas, y se correlacionó negativamente de manera significativa (< 0.05) con la longitud total, el área superficial y el volumen de las raíces. Este estudio confirma que el estrés por sequía (5% PEG-6000) puede disminuir la absorción y acumulación de Cd en plántulas de trigo sin una inhibición significativa de la biomasa, y el cambio en la morfología de las raíces (longitud de las raíces) y la disminución de la concentración de Cd en las raíces pueden ser las principales vías directas para lograr estos efectos bajo estrés por sequía. Esta investigación proporciona una nueva perspectiva e idea para la gestión del agua en tierras agrícolas contaminadas por Cd.
Descripción
El cadmio (Cd) y la sequía, como estrés abiótico, han sido durante mucho tiempo desafíos significativos para el crecimiento de cultivos y la producción agrícola. Sin embargo, se han realizado relativamente pocos estudios sobre los efectos del estrés por sequía en la absorción de Cd, especialmente en lo que respecta a las diferencias en la caracterización de la absorción de Cd en variedades con diferentes acumulaciones de Cd bajo diferentes niveles de estrés por sequía. Para investigar los efectos de las condiciones de sequía en la absorción de Cd por el trigo en diferentes genotipos bajo niveles de contaminación por Cd específicos, validamos las diferencias en las características de absorción radicular de genotipos de trigo de baja (YM) y alta acumulación de Cd en grano (XM) utilizando tecnología de microprueba no invasiva, y realizamos un experimento hidropónico sobre la adición de Cd y diferentes niveles de sequía en una cámara climática controlada. Se determinaron la biomasa, la morfología de las raíces, la absorción de Cd y la acumulación bajo Cd (100 umol L) y diferentes niveles de sequía del 0% (0 MPa), 5% (-0.100 Mpa), 10% (-0.200 Mpa) y 15% (-0.388 Mpa) simulados por polietileno glicol (PEG-6000). Encontramos que la exposición simultánea al Cd y a la sequía tuvo un efecto supresor sobre las longitudes totales de las raíces, las áreas superficiales de las raíces y los volúmenes de las raíces de XM y YM, aunque con patrones de variación distintos. A medida que aumentó la concentración de PEG-6000, las concentraciones de Cd y la cantidad de Cd acumulado en las raíces y brotes de XM y YM disminuyeron. Específicamente, la concentración de Cd en las raíces mostró una reducción que varió del 12.51% al 66.90%, mientras que la concentración de Cd en los brotes experimentó una disminución aún mayor del 50.46% al 80.57%. La concentración de PEG-6000 se correlacionó negativamente de manera significativa (< 0.001) con la concentración de Cd en raíces y brotes y la acumulación de Cd en raíces, brotes y plantas completas, y se correlacionó negativamente de manera significativa (< 0.05) con la longitud total, el área superficial y el volumen de las raíces. Este estudio confirma que el estrés por sequía (5% PEG-6000) puede disminuir la absorción y acumulación de Cd en plántulas de trigo sin una inhibición significativa de la biomasa, y el cambio en la morfología de las raíces (longitud de las raíces) y la disminución de la concentración de Cd en las raíces pueden ser las principales vías directas para lograr estos efectos bajo estrés por sequía. Esta investigación proporciona una nueva perspectiva e idea para la gestión del agua en tierras agrícolas contaminadas por Cd.