Efectos del Cadmio en la Acumulación y Fitotoxicidad del Uranio en Plántulas de Rábano (L.)
Autores: Guo, Xin-Peng; Chen, Xi; Tu, Chun-Xia; Fan, Yu-Meng; Wang, Ming-Xuan; Zhao, Zheng-Qin; Yang, Shi-Yi; Cui, Lan-Lan; Wu, Guo; Lai, Jin-Long; Li, Qun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Cadmio
Uranio
Fitotoxicidad
Acumulación de metales pesados
Estrés oxidativo
Enzimas antioxidantes
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El cadmio (Cd) es un metal pesado altamente tóxico que coexiste en los relaves de uranio (U) y representa riesgos sinérgicos para la salud ecológica y humana. Este estudio tuvo como objetivo investigar los efectos del Cd en la acumulación de U y la fitotoxicidad en plantas utilizando rábanos (L.) como organismo modelo en condiciones hidropónicas. Los tratamientos incluyeron U solo (25 M y 50 M), Cd de baja concentración solo (10 M) y co-tratamientos de U + Cd (U25 + Cd y U50 + Cd). Los resultados revelaron que la exposición ejerció una fitotoxicidad mínima, mientras que el tratamiento con U indujo una toxicidad severa en las raíces, caracterizada por muerte celular y una reducción del 11.9-63.8% en la biomasa de las raíces en comparación con el control. Notablemente, el co-tratamiento U + Cd agravó la muerte celular en las raíces y la pérdida de biomasa en relación con U solo. Fisiológicamente, las concentraciones elevadas de U aumentaron significativamente la tasa de producción de radicales aniónicos superóxido (O), el contenido de peróxido de hidrógeno (HO) y los niveles de malondialdehído (MDA), un marcador de daño oxidativo que induce estrés oxidativo celular. Bajo el co-tratamiento U + Cd, la producción de O, el contenido de HO y los niveles de MDA en las raíces de rábanos fueron significativamente más altos que bajo U solo. Concurrentemente, las actividades de las enzimas antioxidantes (superóxido dismutasa [SOD], catalasa [CAT] y peroxidasa [POD]) fueron más bajas en las raíces tratadas con U + Cd que en las tratadas con U, agravando aún más el daño oxidativo. En cuanto a la acumulación de metales pesados, el contenido de U en rábanos bajo el tratamiento U + Cd fue significativamente más alto que en el grupo de tratamiento U. Sin embargo, no se observaron diferencias significativas en la expresión de los genes de transporte relacionados con el uranio (U), entre el tratamiento único de U y el co-tratamiento U-Cd. Notablemente, el efecto inhibidor de -un gen asociado con el transporte de Cd-se debilitó bajo la coexistencia de U, lo que indica que U agrava la toxicidad al promover el transporte de Cd. Este estudio muestra que el Cd parece aumentar la acumulación de U en las raíces de rábanos y agravar la fitotoxicidad de U.
Descripción
El cadmio (Cd) es un metal pesado altamente tóxico que coexiste en los relaves de uranio (U) y representa riesgos sinérgicos para la salud ecológica y humana. Este estudio tuvo como objetivo investigar los efectos del Cd en la acumulación de U y la fitotoxicidad en plantas utilizando rábanos (L.) como organismo modelo en condiciones hidropónicas. Los tratamientos incluyeron U solo (25 M y 50 M), Cd de baja concentración solo (10 M) y co-tratamientos de U + Cd (U25 + Cd y U50 + Cd). Los resultados revelaron que la exposición ejerció una fitotoxicidad mínima, mientras que el tratamiento con U indujo una toxicidad severa en las raíces, caracterizada por muerte celular y una reducción del 11.9-63.8% en la biomasa de las raíces en comparación con el control. Notablemente, el co-tratamiento U + Cd agravó la muerte celular en las raíces y la pérdida de biomasa en relación con U solo. Fisiológicamente, las concentraciones elevadas de U aumentaron significativamente la tasa de producción de radicales aniónicos superóxido (O), el contenido de peróxido de hidrógeno (HO) y los niveles de malondialdehído (MDA), un marcador de daño oxidativo que induce estrés oxidativo celular. Bajo el co-tratamiento U + Cd, la producción de O, el contenido de HO y los niveles de MDA en las raíces de rábanos fueron significativamente más altos que bajo U solo. Concurrentemente, las actividades de las enzimas antioxidantes (superóxido dismutasa [SOD], catalasa [CAT] y peroxidasa [POD]) fueron más bajas en las raíces tratadas con U + Cd que en las tratadas con U, agravando aún más el daño oxidativo. En cuanto a la acumulación de metales pesados, el contenido de U en rábanos bajo el tratamiento U + Cd fue significativamente más alto que en el grupo de tratamiento U. Sin embargo, no se observaron diferencias significativas en la expresión de los genes de transporte relacionados con el uranio (U), entre el tratamiento único de U y el co-tratamiento U-Cd. Notablemente, el efecto inhibidor de -un gen asociado con el transporte de Cd-se debilitó bajo la coexistencia de U, lo que indica que U agrava la toxicidad al promover el transporte de Cd. Este estudio muestra que el Cd parece aumentar la acumulación de U en las raíces de rábanos y agravar la fitotoxicidad de U.