Ảnh hưởng của arsenic đến thành phần sắc tố và quang hợp ở Hydrilla verticillata

Institute of Experimental Botany - Tập 57 Số 2 - Trang 385-389 - 2013
Srivastava, S.1, Srivastava, A. K.1, Singh, B.2, Suprasanna, P.1, D’souza, S. F.1
1Nuclear Agriculture and Biotechnology Division, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai, India
2Nuclear Research Laboratory, Indian Agricultural Research Institute, New Delhi, India

Tóm tắt

Nghiên cứu hiện tại đã đánh giá tác động của 100 và 500 μM arsenate (Na2HAsO4) đến thành phần sắc tố và quá trình quang hợp ở Hydrilla verticillata (L.f.) Royle. Sự tích tụ arsenic tăng lên theo nồng độ và thời gian tiếp xúc. Mức tích tụ tối đa [568 μg(As) g−1(nguyên liệu khô)] được quan sát ở nồng độ 500 μM và thời gian tiếp xúc 96 giờ. Nồng độ này dẫn đến sự suy giảm đáng kể trong hàm lượng chlorophyll a và hiệu suất PS II trong suốt thí nghiệm, và trong hàm lượng chlorophyll b và carotenoids sau 96 giờ, nhưng không có sự thay đổi đáng kể nào về các sắc tố quang hợp được nhận thấy ở nồng độ 100 μM arsenate. Tốc độ quang hợp ròng, tốc độ vận chuyển electron và hiệu suất sử dụng nước đều giảm, trong khi tỷ lệ thoát hơi nước tăng lên, và độ dẫn khí của khí khổng cũng như sự tắt quang hóa không cho thấy bất kỳ tác động nào hoặc tăng lên. Hàm lượng các loài oxy phản ứng gia tăng và hàm lượng ascorbate giảm trong điều kiện 500 μM arsenate so với đối chứng.

Từ khóa

#arsenic #pigment composition #photosynthesis #Hydrilla verticillata #chlorophyll #reactive oxygen species

Tài liệu tham khảo

citation_journal_title=Chemosphere; citation_title=Analysis of arsenic stress-induced differentially expressed proteins in rice leaves by twodimensional gel electrophoresis coupled with mass spectrometry; citation_author=N. Ahsan, D.G. Lee, K.H. Kim, I. Alam, S.H. Lee, K.W. Lee, H. Lee, B.H. Lee; citation_volume=78; citation_publication_date=2010; citation_pages=224-231; citation_doi=10.1016/j.chemosphere.2009.11.004; citation_id=CR1 citation_journal_title=New Phytol.; citation_title=Role of superoxide, lipid peroxidation and superoxide dismutase in membrane perturbation during loss of viability in seeds of Shorea robusta Gaertn. f; citation_author=K.S.K. Chaitanya, S.C. Naithani; citation_volume=26; citation_publication_date=1994; citation_pages=623-627; citation_doi=10.1111/j.1469-8137.1994.tb02957.x; citation_id=CR2 citation_journal_title=Ecotoxicology; citation_title=Biological responses of duckweed (Lemna minor L.) exposed to the inorganic arsenic species As(III) and As(V): effects of concentration and duration of exposure; citation_author=F. Duman, F. Ozturk, Z. Aydin; citation_volume=19; citation_publication_date=2010; citation_pages=983-993; citation_doi=10.1007/s10646-010-0480-5; citation_id=CR3 citation_journal_title=Front. Physiol.; citation_title=Arsenic toxicity: the effects on plant metabolism; citation_author=P.M. Finnegan, W. Chen; citation_volume=3; citation_publication_date=2012; citation_pages=182; citation_doi=10.3389/fphys.2012.00182; citation_id=CR4 citation_journal_title=Nature Prot.; citation_title=Measurement of reduced, oxidized and total ascorbate content in plants; citation_author=K.M. Gillespie, E.A. Ainsworth; citation_volume=2; citation_publication_date=2007; citation_pages=871-874; citation_doi=10.1038/nprot.2007.101; citation_id=CR5 citation_journal_title=Plant Soil; citation_title=Uptake kinetics of different arsenic species by Brassica carinata ; citation_author=B. Irtelli, F. Navari-Izzo; citation_volume=303; citation_publication_date=2008; citation_pages=105-113; citation_doi=10.1007/s11104-007-9491-2; citation_id=CR6 citation_journal_title=Water Air Soil Pollut.; citation_title=Effect of As on chlorophyll and protein contents and enzymatic activities in greening maize tissues; citation_author=M. Jain, R.P. Gadre; citation_volume=93; citation_publication_date=1997; citation_pages=109-115; citation_id=CR7 citation_journal_title=J. Plant Physiol.; citation_title=Inhibition of 5-amino levulinic acid dehydratase activity by arsenic in excised etiolated maize leaf segments during greening; citation_author=M. Jain, R.P. Gadre; citation_volume=161; citation_publication_date=2004; citation_pages=251-255; citation_doi=10.1078/0176-1617-00879; citation_id=CR8 citation_journal_title=Chemosphere; citation_title=Effect of arsenic on chloroplast ultrastructure and calcium distribution in arsenic hyperaccumulator Pteris vittata L; citation_author=W.-X. Li, T.-B. Chen, Z.-C. Huang, M. Lei, X.-Y. Liao; citation_volume=62; citation_publication_date=2006; citation_pages=803-809; citation_doi=10.1016/j.chemosphere.2005.04.055; citation_id=CR9 citation_title=Extraction of photosynthetic tissues: chlorophylls and carotenoids; citation_inbook_title=Current Protocols in Food Analytical Chemistry; citation_publication_date=2001; citation_pages=F4.2.1-F4.2.6; citation_id=CR10; citation_author=H.K. Lichtenthaler; citation_author=C. Buschmann; citation_publisher=John Wiley and Sons citation_title=Chlorophylls and carotenoids: measurement and characterization by UV-VIS spectroscopy; citation_inbook_title=Current Protocols in Food Analytical Chemistry; citation_publication_date=2001; citation_pages=F4.3.1-F4.3.8; citation_id=CR11; citation_author=H.K. Lichtenthaler; citation_author=C. Buschmann; citation_publisher=John Wiley and Sons citation_journal_title=J. Integr. Plant Biol.; citation_title=Rapid inactivation of chloroplastic ascorbate peroxidase is responsible for oxidative modification to Rubisco in tomato (Lycopersicon esculentum) under cadmium stress; citation_author=K.L. Liu, L. Shen, J.Q. Wang, J.P. Sheng; citation_volume=50; citation_publication_date=2008; citation_pages=415-426; citation_doi=10.1111/j.1744-7909.2007.00621.x; citation_id=CR12 citation_journal_title=PLOS One; citation_title=Photosynthetic responses to heat treatments at different temperatures and following recovery in grapevine (Vitis amurensis L.) leaves; citation_author=H.-B. Luo, L. Ma, H.-F. Xi, W. Duan, S.-H. Li, W. Loescher, J.-F. Wang, L.-J. Wang; citation_volume=6; citation_publication_date=2011; citation_pages=e23033; citation_doi=10.1371/journal.pone.0023033; citation_id=CR13 citation_journal_title=Biol. Plant.; citation_title=Effects of arsenic on phosphorus content in different organs and chlorophyll fluorescence in primary leaves of soybean; citation_author=D.B. Milivojevic, B.R. Nikolic, G. Drinic; citation_volume=50; citation_publication_date=2006; citation_pages=149-151; citation_doi=10.1007/s10535-005-0092-8; citation_id=CR14 citation_journal_title=J. Plant Nutr. Soil Sci.; citation_title=Silicon-induced cadmium resistance in rice (Oryza sativa); citation_author=C.C. Nwugo, A.J. Huerta; citation_volume=171; citation_publication_date=2008; citation_pages=841-848; citation_doi=10.1002/jpln.200800082; citation_id=CR15 citation_journal_title=Chemosphere; citation_title=Effect of arsenic on photosynthesis, growth and yield of five widely cultivated rice (Oryza sativa L.) varieties in Bangladesh; citation_author=M.A. Rahman, H. Hasegawa, M.M. Rahman, M.N. Islam, M.A.M. Miah, A. Tasmen; citation_volume=67; citation_publication_date=2007; citation_pages=1072-1079; citation_doi=10.1016/j.chemosphere.2006.11.061; citation_id=CR16 citation_journal_title=Environ. Sci. Technol.; citation_title=Increasing sulfur supply enhances tolerance to arsenic and its accumulation in Hydrilla verticillata (L.f.) Royle; citation_author=S. Srivastava, S.F. D’souza; citation_volume=43; citation_publication_date=2009; citation_pages=6308-6313; citation_doi=10.1021/es900304x; citation_id=CR17 citation_journal_title=Ecotoxicol. Environ. Safety; citation_title=Effect of variable sulfur supply on arsenic tolerance and antioxidant responses in Hydrilla verticillata (L.f.) Royle; citation_author=S. Srivastava, S.F. D’souza; citation_volume=73; citation_publication_date=2010; citation_pages=1314-1322; citation_doi=10.1016/j.ecoenv.2009.12.023; citation_id=CR18 citation_journal_title=Environ. Sci. Technol.; citation_title=Phytochelatins and antioxidant systems respond differentially during arsenite and arsenate stress in; citation_author=S. Srivastava, S. Mishra, R.D. Tripathi, S. Dwivedi, P.K. Trivedi, P.K. Tandon; citation_volume=41; citation_publication_date=2007; citation_pages=2930-2936; citation_id=CR19 citation_journal_title=Protoplasma; citation_title=Redox state and energetic equilibrium determine the magnitude of stress in Hydrilla verticillata upon exposure to arsenate; citation_author=S. Srivastava, P. Suprasanna, S.F. D’souza; citation_volume=248; citation_publication_date=2011; citation_pages=805-815; citation_doi=10.1007/s00709-010-0256-z; citation_id=CR20 citation_journal_title=Int. J. Phytoremed.; citation_title=Mechanisms of arsenic tolerance and detoxification in plants and their application in transgenic technology: A critical appraisal; citation_author=S. Srivastava, P. Suprasanna, S.F. D’souza; citation_volume=14; citation_publication_date=2012; citation_pages=506-517; citation_doi=10.1080/15226514.2011.604690; citation_id=CR21 citation_journal_title=Biol. Plant.; citation_title=Effect of arsenic on some physiological parameters in bean plants; citation_author=N. Stoeva, M. Berova, Z. Zlatev; citation_volume=49; citation_publication_date=2005; citation_pages=293-296; citation_doi=10.1007/s10535-005-3296-z; citation_id=CR22 citation_journal_title=J. exp. Bot.; citation_title=Light regulation of ascorbate biosynthesis is dependent on the photosynthetic electron transport chain but independent of sugars in Arabidopsis ; citation_author=Y. Yabuta, T. Mieda, M. Rapolu, A. Nakamura, T. Motoki, T. Maruta, K. Yoshimura, T. Ishikawa, S. Shigeoka; citation_volume=58; citation_publication_date=2007; citation_pages=2661-2671; citation_doi=10.1093/jxb/erm124; citation_id=CR23