La asociación de biochar y melatonina mitiga la toxicidad del arsénico en el arroz al modular la defensa antioxidante, la síntesis de fitochelatinas y al regular a la baja los transportadores involucrados en la absorción de arsénico
Autores: Noor, Mehmood Ali; Hassan, Muhammad Umair; Khan, Tahir Abbas; Zhou, Baoyuan; Huang, Guoqin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Arsénico
Biochar
Melatonina
Arroz
Toxicidad
Productividad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
La contaminación por arsénico (As) ha aumentado significativamente en las últimas décadas debido a actividades antropogénicas. Este es un desafío serio para la salud humana, la calidad ambiental y la productividad de los cultivos. El biochar (BC) es una práctica importante utilizada a nivel mundial para remediar suelos contaminados. Asimismo, la melatonina (MT) también ha mostrado resultados extraordinarios en la mitigación de la toxicidad de metales y en la mejora de la productividad de los cultivos. Sin embargo, el mecanismo de la combinación de BC y MT en la mitigación de la toxicidad por As en el arroz (L.) sigue sin explorarse. En este estudio, investigamos cómo el As afectó al arroz y cómo la combinación de BC y MT facilitó la tolerancia al As. El estudio comprendió un control, estrés por As (100 mg kg), estrés por As (100 mg kg) + BC (2%), estrés por As (100 mg kg) + MT (100 uM) y estrés por As (100 mg kg) + BC (2%) + MT (100 uM). El arsénico disminuyó significativamente el crecimiento y el rendimiento del arroz al aumentar la fuga de electrolitos (EL), el malondialdehído (MDA) y el peróxido de hidrógeno (HO). La aplicación conjunta de BC y MT mejoró sustancialmente el crecimiento y el rendimiento del arroz al aumentar la síntesis de clorofila (48.12-92.42%), el contenido de agua en las hojas (40%), las actividades antioxidantes (peróxido de ascorbato: 56.43%, catalasa: 55.14%, peroxidasa: 57.77% y superóxido dismutasa: 57.52%), la síntesis de prolina (41.35%), la síntesis de MT (91.53%) y la síntesis de fitochelatinas (125%), la acumulación de nutrientes en plántulas de arroz y la disponibilidad de nutrientes en el suelo. El aumento del rendimiento del arroz con BC + MT también se relacionó con la reducción de la producción de HO, la acumulación de As, la disponibilidad de As en el suelo y un aumento en la expresión de , , , , y y una disminución en la expresión de . El biochar + MT mejoró las formas residuales de OM- y Fe, ((FeAs) y Mn (Mn(AsO)) formas unidas de As, lo que llevó a un aumento sustancial en el crecimiento y el rendimiento del arroz. Así, la combinación de BC y MT es un enfoque ecológico para mitigar la toxicidad por As y mejorar la productividad del arroz.
Descripción
La contaminación por arsénico (As) ha aumentado significativamente en las últimas décadas debido a actividades antropogénicas. Este es un desafío serio para la salud humana, la calidad ambiental y la productividad de los cultivos. El biochar (BC) es una práctica importante utilizada a nivel mundial para remediar suelos contaminados. Asimismo, la melatonina (MT) también ha mostrado resultados extraordinarios en la mitigación de la toxicidad de metales y en la mejora de la productividad de los cultivos. Sin embargo, el mecanismo de la combinación de BC y MT en la mitigación de la toxicidad por As en el arroz (L.) sigue sin explorarse. En este estudio, investigamos cómo el As afectó al arroz y cómo la combinación de BC y MT facilitó la tolerancia al As. El estudio comprendió un control, estrés por As (100 mg kg), estrés por As (100 mg kg) + BC (2%), estrés por As (100 mg kg) + MT (100 uM) y estrés por As (100 mg kg) + BC (2%) + MT (100 uM). El arsénico disminuyó significativamente el crecimiento y el rendimiento del arroz al aumentar la fuga de electrolitos (EL), el malondialdehído (MDA) y el peróxido de hidrógeno (HO). La aplicación conjunta de BC y MT mejoró sustancialmente el crecimiento y el rendimiento del arroz al aumentar la síntesis de clorofila (48.12-92.42%), el contenido de agua en las hojas (40%), las actividades antioxidantes (peróxido de ascorbato: 56.43%, catalasa: 55.14%, peroxidasa: 57.77% y superóxido dismutasa: 57.52%), la síntesis de prolina (41.35%), la síntesis de MT (91.53%) y la síntesis de fitochelatinas (125%), la acumulación de nutrientes en plántulas de arroz y la disponibilidad de nutrientes en el suelo. El aumento del rendimiento del arroz con BC + MT también se relacionó con la reducción de la producción de HO, la acumulación de As, la disponibilidad de As en el suelo y un aumento en la expresión de , , , , y y una disminución en la expresión de . El biochar + MT mejoró las formas residuales de OM- y Fe, ((FeAs) y Mn (Mn(AsO)) formas unidas de As, lo que llevó a un aumento sustancial en el crecimiento y el rendimiento del arroz. Así, la combinación de BC y MT es un enfoque ecológico para mitigar la toxicidad por As y mejorar la productividad del arroz.