Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Kẽm Sulphate và Vermicompost Giảm Thiểu Tác Động Phytotoxics của Arsenic Bằng Cách Thay Đổi Sự Tiếp Nhận Arsenic, Thành Phần Hóa Sinh và Hoạt Động Enzyme Chống Oxy Hóa trong Lúa Mạch (Triticum aestivum L.)
Tóm tắt
Cây giống của giống lúa mạch HUW-234 (Triticum aestivum L.) được trồng trong nền đất chậu với tám sự kết hợp điều trị khác nhau, bổ sung arsen vô cơ (AsV tại 0, 30 mg/kg đất), kẽm sulfate (Zn tại 0, 20 mg/kg đất) và phân vermicompost (tại 0, 15 t/ha). Các cây tiếp xúc với độ độc của As được phát hiện có tổng lượng chlorophyll, carotenoid và protein hòa tan thấp hơn đáng kể (P ≤ 0.05) và có sự tích tụ proline cao hơn. Một sự giảm đáng kể (P ≤ 0.05) trong hoạt động của nitrate reductase (NR) cũng được nhận thấy dưới căng thẳng As này. Độc tính của As đã thay đổi nghiêm trọng hoạt động của một số enzyme chống oxy hóa trong các cây giống thử nghiệm. Hoạt động của superoxide dismutase (SOD) và ascorbate peroxidase (APX) được phát hiện gia tăng, trong khi đó, catalase (CAT) cho thấy sự giảm trong hoạt động của nó trong các cây giống tiếp xúc với căng thẳng As. Do đó, một sự giảm đáng kể (P ≤ 0.05) trong năng suất hạt (lên tới 42%) cũng được ghi nhận. Sự giảm thiểu các tác động độc hại của As với sự thay đổi đáng kể (P ≤ 0.05) trong các thành phần hóa sinh, cũng như các hoạt động enzyme chống oxy hóa, đã được quan sát khi bổ sung với kẽm sulfate và vermicompost, cho dù là riêng lẻ hay kết hợp. Tất cả các tham số được kiểm tra đều có tương quan tích cực hoặc tiêu cực với nồng độ As trong hạt lúa mạch, rơm và rễ. Tốc độ chuyển hóa As trong cây đã tăng lên khi chỉ được điều trị với As; trong khi một xu hướng giảm được ghi nhận cho những cây đã nhận được kẽm sulfate và vermicompost như phương pháp điều trị. Do đó, nghiên cứu này xác lập một cách trung thực mối quan hệ giữa việc áp dụng kẽm sulfate và vermicompost với việc giảm hàm lượng As trong các phần của cây, từ đó dẫn đến sự phát triển và năng suất cây trồng tốt hơn.
Từ khóa
#Arsenic #Kẽm Sulphate #Vermicompost #Lúa Mạch #Hoạt Động Enzyme Chống Oxy HóaTài liệu tham khảo
Zhao, F.J., McGrath, S.P., and Meharg, A.A., Arsenic as a food chain contaminant: mechanisms of plant uptake and metabolism and mitigation strategies, Annu. Rev. Plant Biol., 2010, vol. 61, p. 535. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-042809-112152
FAO cereal supply and demand brief, FAO, 2020. http://www.fao.org/worldfoodsituation/csdb/en/. Accessed July 10, 2020.
Sharma, S., Anand, G., Singh, N., and Kapoor, R., Arbuscular mycorrhiza augments arsenic tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) by strengthening antioxidant defense system and thiol metabolism, Front. Plant Sci., 2017, vol. 8, p. 906. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00906
Kumari, S., Khan, A., Singh, P., Dwivedi, S.K., Ojha, K.K., and Srivastava, A., Mitigation of As toxicity in wheat by exogenous application of hydroxamatesiderophore of Aspergillus origin, Acta Physiol. Plant, 2019, vol. 41, p. 107. https://doi.org/10.1007/s11738-019-2902-1
Mahdieh, S., Ghaderian, S.M., and Karimi, N., Effect of arsenic on germination, photosynthesis and growth parameters of two winter wheat varieties in Iran, J. Plant Nutr., 2013, vol. 36, p. 651. https://doi.org/10.1080/01904167.2012.754036
Ghosh, S., Saha, J., and Biswas, A.K., Interactive influence of arsenate and selenate on growth and nitrogen metabolism in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings, Acta Physiol. Plant, 2013, vol. 35, p. 1873. https://doi.org/10.1007/s11738-013-1225-x
Rahman, M.M., Hossain, K.F.B., Banik, S., Sikder, M.T., Akter, M., Bondad, S.E.C., and Kurasaki, M., Selenium and zinc protections against metal-(loids)-induced toxicity and disease manifestations: a review, Ecotoxicol. Environ. Saf., 2019, vol. 168, p. 146. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.10.054
Das, D.K., Sur, P., and Das, K., Mobilisation of arsenic in soils and in rice (Oryza sativa L.) plants affected by organic matter and zinc application in irrigation water contaminated with arsenic, Plant Soil Environ., 2008, vol. 54, p. 30.
Das, I., Sanyal, S.K., Ghosh, K., and Das, D.K., Arsenic mitigation in soil-plant system through zinc application in West Bengal soils, Biorem. J., 2016, vol. 20, p. 24. https://doi.org/10.1080/10889868.2015.1124062
Kader, M., Lamb, D.T., Wang, L., Megharaj, M., and Naidu, R., Zinc-arsenic interactions in soil: solubility, toxicity and uptake, Chemosphere, 2017, vol. 187, p. 357. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.08.093
Dixit, G., Singh, A.P., Kumar, A., Singh, P.K., Kumar, S., Dwivedi, S., Trivedi, P.K., Pandey, V., Norton, G.J., Dhankher, O.P., and Tripathi, R.D., Sulfur mediated reduction of arsenic toxicity involves efficient thiol metabolism and the antioxidant defense system in rice, J. Hazard. Mater., 2015, vol. 298, p. 241. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.06.008
Srivastava, S., Akkarakaran, J.J., Sounderajan, S., Shrivastava, M., and Suprasanna, P., Arsenic toxicity in rice (Oryza sativa L.) is influenced by sulfur supply: impact on the expression of transporters and thiol metabolism, Geoderma, 2016, vol. 270, p. 33. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2015.11.006
Majumdar, A., Barla, A., Upadhyay, M.K., Ghosh, D., Chaudhuri, P., Srivastava, S., and Bose, S., Vermiremediation of metal (loid) s via Eichornia crassipes phytomass extraction: a sustainable technique for plant amelioration, J. Environ. Manage., 2018, vol. 220, p. 118. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.05.017
Atik, A., Effects of planting density and treatment with vermicompost on the morphological characteristics of oriental beech (Fagus orientalis Lipsky.), Compost Sci. Util., 2013, vol. 21, p. 87. https://doi.org/10.1080/1065657X.2013.836066
Rahman, M.A., Hasegawa, H., Rahman, M.M., Rahman, M.A., and Miah, M.A.M., Accumulation of arsenic in tissues of rice plant (Oryza sativa L.) and its distribution in fractions of rice grain, Chemosphere, 2007, vol. 69, p. 942.
Hiscox, J.D. and Israelstam, G.F., A method for the extraction of chlorophyll from leaf tissue without maceration, Can. J. Bot., 1979, vol. 57, p. 1332. https://doi.org/10.1139/b79-163
Bradford, M.M., A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding, Anal. Biochem., 1976, vol. 72, p. 248.
Jaworski, E.G., Nitrate reductase assay in intact plant tissues, Biochem. Biophys. Res. Commun., 1971, vol. 43, p. 1274. https://doi.org/10.1016/S0006-291X(71)80010-4
Bates, L.S., Waldren, R.P., and Teare, I.D., Rapid determination of free proline for water-stress studies, Plant Soil, 1973, vol. 39, p. 205. https://doi.org/10.1007/BF00018060
Dhindsa, R.S., Plumb-Dhindsa, P., and Thorpe, T.A., Leaf senescence: correlated with increased levels of membrane permeability and lipid peroxidation, and decreased levels of superoxide dismutase and catalase, J. Exp. Bot., 1981, vol. 32, p. 93.
Nakano, Y. and Asada, K., Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts, Plant Cell Physiol., 1981, vol. 22, p. 867.
Aebi, H., Catalase in vitro, Methods Enzymol., 1984, vol. 105, p. 121.
Abbas, G., Murtaza, B., Bibi, I., Shahid, M., Niazi, N.K., Khan, M.I., Hussain, M., Amjad, M., and Natasha, Arsenic uptake, toxicity, detoxification, and speciation in plants: physiological, biochemical, and molecular aspects, Int. J. Environ. Res. Publ. Health, 2018, vol. 15, p. 59. https://doi.org/10.3390/ijerph15010059
Shi, G., Lu, H., Liu, H., Lou, L., Zhang, P., Song, G., Zhou, H., and Ma, H., Sulphate application decreases translocation of arsenic and cadmium within wheat (Triticum aestivum L.) plant, Sci. Total Environ., 2020, vol. 713, p. 136665. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.136665
Hossain, M.M., Khatun, M.A., Haque, M.N., Bari, M.A., Alam, M.F., Mandal, A., and Kabir, A.H., Silicon alleviates arsenic-induced toxicity in wheat through vacuolar sequestration and ROS scavenging, Int. J. Phytorem., 2018, vol. 20, p. 796. https://doi.org/10.1080/15226514.2018.1425669
Padmaja, K., Prasad, D.D.K., and Prasad, A.R.K., Inhibition of chlorophyll synthesis in Phaseolus vulgaris L. seedlings by cadmium acetate, Photosynthetica, 1990, vol. 24, p. 399.
Seregin, I.V., Kozhevnikova, A.D., Kazyumina, E.M., and Ivanov, V.B., Nickel toxicity and distribution in maize roots, Russ. J. Plant Physiol., 2003, vol. 50, p. 711. https://doi.org/10.1023/A:1025660712475
Powell, S.R., The antioxidant properties of zinc, J. Nutr., 2000, vol. 130, p. 1447S. https://doi.org/10.1093/jn/130.5.1447S
Karmakar, S. and Prakash, P., Ameliorative effect of zinc and vermicompost on physiological and yield attributes in wheat (Triticum aestivum L.) under arsenic toxicity, J. Pharmacogn. Phytochem., 2019, vol. 8, p. 180.
Fridovich, I., Biological effects of the superoxide radical, Arch. Biochem. Biophys., 1986, vol. 247, p. 1. https://doi.org/10.1016/0003-9861(86)90526-6