Respuestas fisiológicas y moleculares de dittrichia viscosa y solanum lycopersicum a la toxicidad por antinomio

Abstract

En plantas de Solanum lycopersicum cultivadas hidropónicamente y expuestas a toxicidad por Sb (0,5 y 1,0 mM), muestran una reducción del crecimiento, biomasa y contenido hídrico, con aumento de prolina. El Sb se acumula principalmente en las raíces, alterando la absorción de Fe, Mg, Mn, Cu y Zn. Las clorofilas y la eficiencia fotosintética disminuyen, mientras los carotenoides aumentan, actuando como antioxidantes. La toxicidad por Sb aumenta la producción O2•-, H2O2, •NO y ONOO-, modificando las actividades antioxidantes SOD, POX, APX y GR en raíces, y SOD, APX y GSNOR en hojas. A nivel molecular, se producen cambios en la expresión de SOD, APX, GR, DHAR, GSNOR y GST. El patrón de crecimiento celular en raíces se altera, con células más pequeñas y desorganizadas. Estas alteraciones son debidas a la formación de complejos del Sb con grupos tiol, alterando la homeostasis redox. En Dittrichia viscosa, el Sb reduce el crecimiento y la biomasa, acumulándose el metaloide principalmente en las raíces. Alterándose el contenido en Fe y Cu, mientras que el contenido de clorofilas baja y de carotenoides aumenta. La eficiencia fotosintética se afecta levemente con 1,0 mM Sb. La producción de O2•−, H2O2, •NO y H2S aumenta, alterando el sistema antioxidante enzimático de forma diferente en raíces y hojas. Los cambios en GSH evidencian la formación de complejos GSH-Sb. A pesar de acumular más Sb que Solanum lycopersicum, Dittrichia viscosa muestra menos alteraciones fisiológicas, sugiriendo su potencial uso como planta acumuladora de Sb.

In Solanum lycopersicum plants grown hydroponically and exposed to Sb toxicity (0.5 and 1.0 mM), there is a reduction in growth, biomass, and water content, with an increase in proline. Sb accumulates mainly in the roots, altering the absorption of Fe, Mg, Mn, Cu, and Zn. Chlorophyll and photosynthetic efficiency decrease, while carotenoids increase, acting as antioxidants. Sb toxicity increases the production of O2•−, H2O2, •NO, and ONOO−, modifying the antioxidant activities of SOD, POX, APX, and GR in roots, and SOD, APX, and GSNOR in leaves. At the molecular level, changes occur in the expression of SOD, APX, GR, DHAR, GSNOR, and GST. The cell growth pattern in roots is altered, with smaller and disorganized cells. These alterations are due to the formation of Sb complexes with thiol groups, altering redox homeostasis. In Dittrichia viscosa, Sb reduces growth and biomass, with the metalloid accumulating mainly in the roots. The content of Fe and Cu is altered, while chlorophyll content decreases and carotenoid content increases. Photosynthetic efficiency is slightly affected with 1.0 mM Sb. The production of O2•−, H2O2, •NO, and H2S increases, altering the enzymatic antioxidant system differently in roots and leaves. Changes in GSH indicate the formation of GSH-Sb complexes. Despite accumulating more Sb than Solanum lycopersicum, Dittrichia viscosa shows fewer physiological alterations, suggesting its potential use as an Sb accumulator plant.