Determinación de la capacidad de biacumulación de cadmio en Vicia faba L. y su efecto en la raíz y el crecimiento vegetativo
DOI:
https://doi.org/10.47808/revistabioagro.v9i2.358Palabras clave:
Cadmio, Vicia faba, bioacumulaciónResumen
Con el fin de fortalecer el uso del haba como bioensayo para estudios de monitoreo ambiental asociado con la presencia de cadmio, se evaluó la bioacumulación y el efecto de este contaminante en el crecimiento y ganancia de biomasa de raíz, tallo y hojas de plantas de haba (Vicia faba L.) var. Major desarrolladas en cultivo hidropónico y expuestas a una concentración de CdSO4 de 0.112 ppm; Los resultados muestran que la exposición al cadmio generó una disminución estadísticamente significativa en el crecimiento de la parte vegetativa, en la longitud de la raíz y en la producción de biomasa en las plantas sometidas al contaminante; la raíz fue órgano en donde se acumuló la mayor parte del cadmio seguido de hojas y tallo. Las raíces mostraron un oscurecimiento y engrosamiento, muestra de un daño oxidativo, lo cual altera en funcionamiento del tejido radicular afectando la absorción de nutrientes, generando un pobre desarrollo de las plantas sometidas al contaminante. Evidenciándose que las respuestas biológicas de crecimiento y sintomatología de la raíz, pueden ser buenos biomarcadores de toxicidad al cadmio en plantas.
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Citas
Adrees, M., Ali, S., Iqbal, M., Bharwana, S.A., Siddiqi, Z., Farid, M., Ali, Q., Saeed, R., Rizwan, M., 2015. Mannitol alleviates chromium toxicity in wheat plants in relation to growth, yield, stimulation of anti-oxidative enzymes, oxidative stress and Cr uptake in sand and soil media. Ecotoxicology and Environmental Safety 122: 1–8.
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2015.07.003
Ahmad, P., Nabi, G., Ashraf, M., 2011. Cadmium-induced oxidative damage in mustard [Brassica juncea (L.) Czern. & Coss.] plants can be alleviated by salicylic acid. South African Journal of Botany 77: 36–44.
https://doi.org/10.1016/j.sajb.2010.05.003
Almagro, L., Segura-Reinaldos A.M., Pedreño M.A.,Bernal M.P.2015. Tolerancia y acumulación de metales pesados y As en diferentes especies de Cistus L.Anales de Biología 37:143-153.
https://doi.org/10.6018/analesbio.37.16
Añazco, K.V.R. 2019. Efecto del cadmio sobre la germinación y crecimiento de Lens culinaris Medik. (Lenteja), Oryza sativa (Arroz) y Phaseolus vulgaris L. (Frejol). Tesis de Licenciatura, Universidad de Guayaquil, Colombia. 89 p.
Arshad, M., Ali, S., Noman, A., Ali, Q., Rizwan, M., Farid, M., Irshad, M.K. 2015. Phosphorus amendment decreased cadmium (Cd) uptake and ameliorates chlorophyll contents, gas exchange attributes, antioxidants and mineral nutrients in wheat (Triticum aestivum L.) under Cd stress. Archives of Agronomy and Soil Science.
http://dx.doi.org/10.1080/03650340.2015.1064903
Belz, R., Patama, M. y Sinkkonen, A. 2018. Low doses of six toxicants change plant size distribution in dense populations of Lactuca sativa. Science of the Total Environment, 510-523. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.02.336
Benavides, M.P., Gallego, S.M., Tomaro, M. 2005. Cadmium toxicity in plants. Brazilian Journal of Plant Physiology, 17: 21–34.
Chávez, E., He, Z., Stoofella, P., Mylavarapu, R., Li, Y. y Moyano, B. 2015. Concentration of cadmium in cacao beans and its relationshio with soil cadmium en southern Ecuador. Science of the Total Environment, 533: 205-214.
http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.06.106
Espanany, A., Fallah, S., Tadayyon, A. (2015). Seed priming improves seed germination and reduces oxidative stress in black cumin (Nigella sativa) in presence of cadmium. Industrial Crops and Products.
http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.11.016
Farooq, M.A., Ali, S., Hameed, A., Bharwana, S.A., Rizwan, M., Isgaque, W., Farid, M., 2016. Cadmium stress in cotton seedling: physiological, photosynthesis and oxidative damage alleviated by glicinbetaine. South African Journal of Botany, 104: 61-68.
https://doi.org/10.1016/j.sajb.2015.11.006
García, E. G., García, E. N., Juárez, L. F. S., Juárez, L.S., Montiel, J. M. R. G., Gómez, M. A. C. 2012. La respuesta de haba (Vicia faba L.) cultivada en un suelo contaminado con diferentes concentraciones de cadmio. Revista Internacional de Contaminación Ambiental 28 (2): 119-126.
He, J. Y., Ren, Y.F., Hu, C.Z., Yan, Y. P., Jiang, D.A. 2008. Effect of Cd on growth, photosynthetic gas exchange, and chlorophyll fluorescence of wild and Cd sensitive mutant rice. Photosynthetica 46: 466-470.
https://doi.org/10.1007/s11099-008-0080-2
Hediji, H., Djebali, W., Belkadhi, A., Cabasso, C., Moing, A., Rolin, D., Brouquiss, R., Gallusci, P., Chaïbi, W. 2015. Impact of long-term cadmium exposure on mineral content of Solanum lycopersicum plants: Consequences on fruit production. South African Journal of Botany 97: 176–181.
https://doi.org/10.1007/s00425-014-2220-1
Keller, C., Rizwan, M., Davidian, J.C., Pokrovsky, O.S., Bovet, N., Chaurand, P., Meunier, J.D. 2015. Effect of silicon on wheat seedlings (Triticum turgidum L.) grown in hydroponics under Cu stress. Planta 241, 847–860.
https://doi.org/10.1007/s00425-014-2220-1
Kurtyka, R.; Małkowski, E.; Kita, A.; Karcz, W. 2008. Effect of calcium and cadmium on growth and accumulation of cadmium, calcium, potassium and sodium in maize seedlings. Polish J. Environ. Stud., 17: 51–56.
Leita, L., de Nobili, M., Cesco, C., Mondini, C. 1996. Analysis of intercellular cadmium forms in roots and leaves of bush bean. Journal Plant Nutrition, 19: 527–533.
https://doi.org/10.1080/01904169609365140
Mishra, S., Srivastava, S., Tripathi, R.D., Govindarajan, R., Kuriakose, S.V., Prasad, M.N.V. 2006. Phytochelatin synthesis and response of antioxidants during cadmium stress in Bacopa monnieri L. Plant Physiology Biochemistry, 44: 25–37.
https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2006.01.007
Méndez-Hurtado, A., Rangel-Mendez, R., Yáñez-Espinoza, L., Flores, J. 2013. Tolerance cadmium of agave lechuguilla (Agavaceae) seeds and seedlings from sites contaminated with heavy metals. The Scientific World Journal. Article ID 167834, 11 pages. doi:10.1155/2013/167834
Navarro-Aviña, J.P., Aguilar, I.A., López-Moya, J.R. 2007. Aspectos bioquímicos y genéticos de la tolerancia y acumulación de metales pesados en plantas. Ecosistemas, 16(2): 1-17.
Norma Oficial Mexicana (NOM-001-ECOL- 1996). Establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales, DOF 06/01/1997. http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=4863829&fecha=06/01/1997. Consultado: 25 de febrero 2018.
Pedrosa, G. M., Lara Lanza de Sá e Melo Marques, T. C., Goncales, N. M de O., De Castro, E. M., Soares, A. M. 2011. Ecophysiological and anatomical changes due to uptake and accumulation of heavy metal in Brachiria decumbens. Science Agricola 68(5) p. 566-573.
https://doi.org/10.1590/S0103-90162011000500009
Pernía, B. 2013. Respuestas a la exposición al cadmio y su tasa de acumulación en plantas de Amaranthus lividus, Phaseolus vulgaris y Wedelia trilobata (Tesis doctoral). Universidad Simón Bolívar, Caracas, Venezuela.
https://doi.org/10.1590/S0103-90162011000500009
Pramanik, K., Mitra, S., Sarkar, A., Kanti, T. 2018. Alleviation of phytotoxic effects of cadmium on rice seedlings by cadmium resistant PGPR strain Enterobacter aerogenes MCC 3092. Journal of Hazardous Materials.
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.03.009
Prieto, M. J., González, R. C. A., Román, G. A. D., Prieto, G. F. 2009. Contaminación y fitotoxicidad en plantas por metales pesados provenientes de suelos y agua. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 10, 29-44.
Rizwan, M., Meunier, J.D., Davidian, J.C., Pokrovsky, O.S., Bovet, N., Keller, C. 2015. Silicon alleviates Cd stress of wheat seedlings (Triticum turgidum L. cv. Claudio) grown in hydroponics. Environmental Science and Pollution Research http://dx.doi.org/10. 1007/s11356-015-5351-4
Rodríguez, M., Martínez, N., Romero, M., Del Río, L., Sandalio, L. 2008. Toxicidad del cadmio en plantas. Ecosistemas, 17(3), 139-146.
Rodríguez-Serrano, M.; Romero-Puertas, M.C.; Pazmiño, D.M.; Testillano, P.S.; Risueño, M.C., del Río, L.A., Sandalio, L.M. 2009. Cellular response of pea plants to cadmium toxicity: Cross.
talk between reactive oxygen species, nitric oxide, and calcium. Plant Physiology, 150: 229–243.
https://doi.org/10.1104/pp.108.131524
Saidi, I., Ayouni, M., Dhieb, A., Chtourou, Y., Chaïbi, W., Djebali, W. 2013. Oxidative damages induced by short-term exposure to cadmium in bean plants: Protective role of salicylic acid. South African Journal of Botany 85: 32–38.
https://doi.org/10.1016/j.sajb.2012.12.002
Sharma, P., Bhushan, A.J., Dubey, R.S., Pessarakli, M. 2012. Reactive oxygen species, oxidative damage, and antioxidative defense mechanism in plants under stressful conditions. Journal of Botany.
https://doi.org/doi:10.1155/2012/217037
Siddiqui, M.H., Al-Whaibi, M.H., Sakran, A.M., Basalah, M.O., Ali, H.M. 2012. Effect of calcium and potassium on antioxidant system of Vicia faba L. under cadmium stress. Journal Molecular Science, 13: 6604-6619.
https://doi.org/10.3390/ijms13066604
Souguir, D., Ferjani, E., Ledoigt, G., Goupil, P. 2011. Sequential effects of cadmium on genotoxicity and lipoperoxidation in Vicia faba roots. Ecotoxicology, 20: 329-336.
https://doi.org/10.1007/s10646-010-0582-0
Zhang, F.Q., Zhang, H.X., Wang, G.P., Xu, L.L., She, Z.G. 2009. Cadmium-induced accumulation of hydrogen peroxide in the leaf apoplast of Phaseolus aureus and Vicia sativa and the roles of different antioxidant enzymes. Journal of Hazardous Materials 168: 76–84.
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