Estrés por metales pesados en las plantas
La contaminación del suelo por metales pesados es uno de los principales factores de estrés abiótico que, al afectar negativamente al crecimiento y desarrollo de las plantas, limita gravemente la productividad agrícola en todo el mundo. Las plantas han desarrollado diversas formas de tolerancia y desintoxicación …más
La contaminación del suelo por metales pesados es uno de los principales factores de estrés abiótico que, al afectar negativamente al crecimiento y desarrollo de las plantas, limita gravemente la productividad agrícola en todo el mundo. Las plantas han desarrollado diversas estrategias de tolerancia y desintoxicación para hacer frente a la toxicidad de los metales pesados, asegurando al mismo tiempo un suministro adecuado de micronutrientes esenciales a nivel de toda la planta y de las células. Los estudios genéticos en la planta modelo Arabidopsis thaliana han sido fundamentales para dilucidar estos mecanismos. El ensayo de la raíz constituye un método muy potente y sencillo para evaluar la tolerancia al estrés por metales pesados en las plántulas de Arabidopsis. Permite la determinación simultánea de todos los parámetros de crecimiento estándar afectados por el estrés por metales pesados (elongación de la raíz primaria, desarrollo de la raíz lateral, biomasa de los brotes y contenido de clorofila) en un solo experimento. Además, este protocolo hace hincapié en los consejos y trucos que resultan especialmente útiles cuando se cuantifican alteraciones sutiles en la tolerancia a un determinado estrés por metales pesados, cuando se persigue simultáneamente un gran número de líneas de plantas, o cuando se comprueba la sensibilidad a una amplia gama de metales pesados para una sola línea.
Debate sobre la biología del estrés por metales pesados en las plantas
Archivo adicional 1: Tabla S1. Lista de cebadores específicos de los genes utilizados para el análisis RT-PCR y la amplificación de la sonda utilizada para el Southern blotting. (DOC 50 kb)Archivo adicional 2:Tabla S2. Lista de cebadores utilizados para la secuenciación por bisulfito de Tos17. (DOC 39 kb)Derechos y permisos
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Reimpresiones y permisosAcerca de este artículoCite este artículoCong, W., Miao, Y., Xu, L. et al. Memoria transgeneracional de los cambios de expresión génica inducidos por el estrés por metales pesados en el arroz (Oryza sativa L.).
Impacto del estrés por metales pesados en la respuesta fisiológica y antioxidante de las plantas de cultivo ncbi
En este trabajo, informamos de los efectos de los metales pesados (HM) (cadmio y mercurio) sobre la germinación de las semillas y el crecimiento de las plántulas de Phragmites australis y Triarrhena sacchariflora, que son las dos principales plantas emergentes típicas del humedal del lago Hongze. Los resultados mostraron que había una reducción en el porcentaje de germinación, el índice de germinación y la longitud de las plántulas a medida que aumentaba la concentración de HM en el medio de cultivo para ambos tratamientos. El efecto de la toxicidad de los HM sobre la germinación de las semillas y el crecimiento de las plántulas de T. sacchariflora fue más evidente que el de P. australis. En la etapa de germinación de la semilla, P. australis y T. sacchariflora fueron sensibles al Hg(2 + ) y al Cd(2 + ), respectivamente, y el Hg(2 + ) fue más tóxico que el Cd(2 + ) en la etapa de crecimiento de la plántula. El efecto de la toxicidad de los HMs no es invariable durante el crecimiento de la planta. En comparación con la etapa de crecimiento de las plántulas, P. australis y T. sacchariflora son más susceptibles a los HMs en la etapa de germinación de las semillas. Además, calculamos que los umbrales ecológicos de P. australis al Cd y al Hg son de 19,32 y 1,08 mg kg(-1), y el de T. sacchariflora al Cd es de 4,62 mg kg(-1) basándonos en la simulación de laboratorio. Los resultados también indicaron que la especie P. australis es más tolerante que T. sacchariflora a los HM y es una mejor candidata para la restauración del ecosistema del humedal del lago Hongze.
Homeostasis en respuesta al estrés por metales pesados en las plantas
Entre los numerosos metales pesados, la Agencia para el Registro de Enfermedades y Sustancias Tóxicas (ATSDR, 2003) considera que cuatro de ellos, As, Pb, Cd y Hg, son los más tóxicos por su toxicidad, frecuencia de aparición y, sobre todo, por su potencial de exposición a la flora y la fauna. A continuación se describe brevemente el origen y el impacto de estos cuatro metales pesados en el medio ambiente y en el crecimiento de las plantas.
FIGURA 1. Representación esquemática de la cascada de señalización del estrés por metales pesados en las plantas y de la interrelación existente entre las redes de interacción planta-microbio-metal. Estas vías de señalización incluyen las MAPKs, el calcio, las ROS y las moléculas de señalización hormonal que median en la transducción de señales para aumentar la expresión de los genes que responden al estrés.
FIGURA 2. Un modelo de los procesos de remediación microbiana implicados en la eliminación de metales pesados elabora la modulación del crecimiento de las plantas y la alteración de las propiedades fisicoquímicas del suelo por medio de los exudados de las raíces y la secreción bacteriana para mejorar la biodisponibilidad del metal y la biotransformación que conduce a una rápida desintoxicación y/o eliminación del metal pesado del suelo.