El impacto del selenio orgánico (IV) en L. bajo estrés por cadmio y condiciones sin estrés
Autores: Giebutowicz, Joanna; lusarczyk, Joanna; Wyderska, Sylwia; Wroczynski, Piotr
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Contaminación del suelo
Metales pesados
Plantas
Selenio
Cadmio
Polifenoles
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
El problema de la contaminación del suelo por metales pesados es ampliamente reconocido. Algunas plantas, incluidas especies medicinales como el hipérico (L.), exhiben rasgos de acumulación, lo que les permite acumular niveles elevados de metales, por ejemplo, cadmio (Cd), dentro de sus células. El selenio (Se) puede aumentar la tolerancia de las plantas al estrés abiótico causado por la presencia de metales pesados en el medio ambiente. Dependiendo de su forma (estado de oxidación, orgánico/inorgánico), el Se influye en el crecimiento de las plantas, el contenido de metabolitos secundarios y el estrés biótico, así como se incorpora en los brotes, proporcionando beneficios económicos y de salud para los consumidores. Hasta ahora, no hay datos sobre la influencia del Se(IV) orgánico en las plantas. Nuestro estudio tuvo como objetivo determinar el efecto del Se(IV) orgánico en el crecimiento, los niveles de compuestos activos (antraquinonas, polifenoles) y la ultraestructura del hipérico sin estrés por cadmio y bajo estrés por cadmio. El análisis fitoquímico y el examen microscópico se realizaron en brotes de diferentes días de cultivo in vitro de hipérico en algunas variantes del medio de Murashige y Skoog con Cd (25 y 400 uM) y/o Se orgánico (IV). La exposición al Se(IV) no afectó a las hipericinas, pero aumentó el contenido de polifenoles en los brotes y la biomasa. El Se(IV) causó un aumento en el número de granos de almidón en los cloroplastos, mientras que la exposición al Cd resultó en la degradación de la estructura del cloroplasto, un aumento de la vacuolización celular, así como crestas mitocondriales hinchadas. La adición de Se(IV) a estas combinaciones redujo el grado de degradación y la inhibición del crecimiento y se observó un alto contenido de Se(IV) en las plantas. El Se(IV) no tuvo impacto en el contenido de Cd a concentraciones ambientales de Cd, pero mostró un efecto a concentraciones extremadamente altas de Cd. Así, el Se(IV) orgánico tiene un efecto beneficioso en el crecimiento del hipérico, el contenido de polifenoles y la incorporación en los brotes y previene la toxicidad del Cd. Los medios enriquecidos con Se(IV) orgánico tienen tanto ventajas económicas como beneficios para la salud debido a una mayor tasa de crecimiento de las plantas y concentraciones aumentadas de polifenoles con fuertes propiedades antioxidantes, relativamente enriquecidos con Se. Sin embargo, el Se(IV) orgánico debe usarse con precaución en áreas contaminadas. En perspectiva, el análisis de especiación y el estudio molecular son cruciales para entender el destino y el efecto del Se(IV) en las plantas.
Descripción
El problema de la contaminación del suelo por metales pesados es ampliamente reconocido. Algunas plantas, incluidas especies medicinales como el hipérico (L.), exhiben rasgos de acumulación, lo que les permite acumular niveles elevados de metales, por ejemplo, cadmio (Cd), dentro de sus células. El selenio (Se) puede aumentar la tolerancia de las plantas al estrés abiótico causado por la presencia de metales pesados en el medio ambiente. Dependiendo de su forma (estado de oxidación, orgánico/inorgánico), el Se influye en el crecimiento de las plantas, el contenido de metabolitos secundarios y el estrés biótico, así como se incorpora en los brotes, proporcionando beneficios económicos y de salud para los consumidores. Hasta ahora, no hay datos sobre la influencia del Se(IV) orgánico en las plantas. Nuestro estudio tuvo como objetivo determinar el efecto del Se(IV) orgánico en el crecimiento, los niveles de compuestos activos (antraquinonas, polifenoles) y la ultraestructura del hipérico sin estrés por cadmio y bajo estrés por cadmio. El análisis fitoquímico y el examen microscópico se realizaron en brotes de diferentes días de cultivo in vitro de hipérico en algunas variantes del medio de Murashige y Skoog con Cd (25 y 400 uM) y/o Se orgánico (IV). La exposición al Se(IV) no afectó a las hipericinas, pero aumentó el contenido de polifenoles en los brotes y la biomasa. El Se(IV) causó un aumento en el número de granos de almidón en los cloroplastos, mientras que la exposición al Cd resultó en la degradación de la estructura del cloroplasto, un aumento de la vacuolización celular, así como crestas mitocondriales hinchadas. La adición de Se(IV) a estas combinaciones redujo el grado de degradación y la inhibición del crecimiento y se observó un alto contenido de Se(IV) en las plantas. El Se(IV) no tuvo impacto en el contenido de Cd a concentraciones ambientales de Cd, pero mostró un efecto a concentraciones extremadamente altas de Cd. Así, el Se(IV) orgánico tiene un efecto beneficioso en el crecimiento del hipérico, el contenido de polifenoles y la incorporación en los brotes y previene la toxicidad del Cd. Los medios enriquecidos con Se(IV) orgánico tienen tanto ventajas económicas como beneficios para la salud debido a una mayor tasa de crecimiento de las plantas y concentraciones aumentadas de polifenoles con fuertes propiedades antioxidantes, relativamente enriquecidos con Se. Sin embargo, el Se(IV) orgánico debe usarse con precaución en áreas contaminadas. En perspectiva, el análisis de especiación y el estudio molecular son cruciales para entender el destino y el efecto del Se(IV) en las plantas.