Variación del contenido de peroxidasas solubles en plantas de Medicago sativa L. "alfalfa" sometidas a diferentes concentraciones de plomo

2012·4.4 MB·Spanish

by  Irene Consuelo Julca Chávez

-8242
Amaldoa 65 2012 ISSN: 1815
19(1): - 72,
Variación contenido de peroxidasas solubles en plantas
del
Medicago sometidas
de L. "alfalfa" a diferentes
sativa
plomo
concentraciones de
Medicago
peroxidases
Variation of the content of soluble in
subjected to different concentrations of lead
sativa "alfalfa"
L.
Mercedes
Irene Consuelo Juica Chave:., .losé Luis Castillo Zavala, Jorge Ellas Castro Silupú,
Chaman Medina
Elizabeth
Universidad Nacional de Trujillo,Av.
Laboratorio de Fisiología Vegetal, Facultad de Ciencias Biológicas,
[email protected]
PERÚ,
Juan Pablo s/n. Trujillo,
II
&
que (Mellanby, 1977; Armas Armas, 2002).
i
a la cantidad de metales CS a
*
Se ha encontrado que plomo produce un retardo en
el
El Perú es un país minero aCÍÓn
. i la degradación de la materia orgánica, y se ha observado
oducción mundial destaca
c
que plantas que crecen en suelos contaminados por
las
ien °
r
este elemento tienden a concentrarlo en su sistema
llflCl1
radicular (Albert, 1997). Mientras que, en el hombre,
hacer una generalización de problemas ambientales
los
para las diversas regiones mineras del Perú; es posible
o por vías respiratorias se acumula en los ríñones,
señalar entre los principales impactos a los efluentes
hígado huesos, produce aberraciones cromosómicas
y
&
(Armas
alterando especialmente los espermatozoides
como
Armas, además puede un
2002), actuar inhibidor
muchos
de los cuales son utilizados para el riego de
grandes extensiones de suelos agrícolas (Nuñez, 2005;
Vázquez
1997; etal, 2001).
&
Dammert
Molinelli, 2007).
En
plantas algunos metales pesados pueden
las ser
Los suelos que quedan una explotación minera
tras
requeridos sólo en cantidades embargo,
trazas, sin
ellos son tóxicos cuando su concentración es mayor
estériles, entre otros, lo que representa graves problemas
(Ratkevicius&Moenne, promoviendo, en
2002),
las
para el desarrollo de la cubierta vegetal. Los metales
tienden a acumularse en superficie del suelo quedando
la
(H202 02
oxígeno peróxido de hidrógeno, a
- -
consumo
accesibles al de las raíces de los cultivos (Puga
OH
superóxido, hidroxilo), capaces de produci
-
ai, 2006). Excesivas concentraciones de metales
et
estrés oxidativo. Estas especies reactivas del oxígen<
pesados en suelo, podrían acumularse en
el los tejidos
forma natural, son biológicamente producidas dur
vegetales en cantidades no permisibles, afectando
la
como
respiración mitocondrial por
la así la fotosín
producción de impactando
los cultivos e en calidad
la
(Martínez, 2003). Las plantas para contrarrestar
el e:
oxidativo P r°ducen defensas antioxidantes, que pu<
de
és la'radena^limenticia vía consT dejrf "t s
ríe ™'
como
enzimatl as Acido Ascórbic0
x lK "
'
animales y estos a su vez por humanos (Vázquez ^ *
m
«-~» V
B to """
*
<" '
Armas
Armas,
2001; 2002). ' '
í„
como
Enzimaticas, peroxidasas Ascorbatoperoxid;
(
metales pesados más comunes
.os en
sitios Catalasa, Glutatión reductasa, Superóxidodismul
aminados son cadmio cromo
(Cd), (Cr), cobre (Cu), encargadas de mantener
las especies reactivas
no (Pb), mercurio Hg níquel (Ni) y zinc (Zn); de oxígeno en no 2
niveles
perjudiciales (Chai ai,
< ). et
Naya,
2007).
mayor
que
riesgo, incluso atenían contra salud
; la
LaS eroxidasas P °Xs) son un de enzin
P tipo
.mana
(Nuñez, (
2005).
muy
extendidas
en toda escala filogenétii
la
azulado, relativamente abundante que
-is se encuentra utilizando un peróxido como oxidante que deb
(a lo
agua,
i el aire, suelo, plantas y animales. Este mineral su nombre) un segundo
y sustrato de característk
en forma
¡libera natural por erosión del suelo, desgaste reductoras que
es oxidado por peróxido (Don;
el
los depósitos minerales de plomo
emanaciones
&Cipollini, POXs
! y 998;Iturbe, 996). Las est
1
1
dánicas. plomo
El atmosférico
se convierte en una
ampliamente
distribuidas en las plantas. Éstas presenl
nenaza puesto que una vez en
medio, puede
el llegar a múltiples formas
isoenzimáticas que tanto er
difieren
xas regiones por acción
la del viento
depositarse en
y secuencia de sus aminoácidos como
en sus propiedac
como
¡versos sustratos agua
el suelo, el y la vegetación químicas. Los
resultados de numerosos estudi
Arnaldoa 55-72, 2C
19(1):
POXs
muchas
as están involucradas en procesos fisiológicos al, 2006).Sin embargo, no se han reportado
como
-elevantes de las plantas superiores tales control investigaciones en relación a la actividad de peroxidasas
ielcrecimiento,labiosíntesis de lignina, catabolismo de de las plantas expuestas a concentraciones elevadas
itógenos, como así también en de plomo. Basado en ello, el interés de este trabajo es
aetmdad
determinar variación de de pcroxulasas
la la
de como exceso de metales solubles en plantas de Medicago sativa L. sometidas a
estrés,
íS
&Cipollini,1998; Truelove ai, diferentes concentraciones de plomo.
et
I
2005; Fuentes et 2008).
al.,
Métodos
Materiales
y
m
una leguminosa,
"alfalfa" es
varía entre cinco y doce años, Material Biológico
como
variedad, así de los factores
Medicago obtenidas
pianta de sativa L. "alfalfa",
s
medioambientales en donde El puede
se desarrolla. tallo
a partir de serm as certificadas,
i]
llegar a medir hasta un metro de altura, ya que su raíz
m
más
puede introducirse a de 9 de profundidad, a fin
%, enjuagadas con agua destilada
2
de alcanzar cualquier reserva de nutrientes y soportar
muy
sequías extremas; adaptándose bien a condiciones
Pereyra, 2006).
plomo
olución de respectiva.
El cultivo de esta planta es importante debido a
de
de Plántulas con soluciones Plor
ratamiento
las
capacidad para nitrógeno en suelo, por lo que
el
fijar
como permitiendo
la utiliza acondicionadora del suelo, Plántulas de alfalfa de 7 días de edad se trasplantaron
mL
el aumento de la productividad de cultivos posteriores. a rec ipientes de vidrio de 200 cubiertos con papel
Además, muy como sus A agregó medio
es usada planta forrajera y aluminio. estos recipientes se el
flores son también un alimento excelente para abejas ¿ cu preparado con solución hidropónica a la
e ftivo
melíferas (Villegas et ai, 2004; Pagliaricci& Pereyra, que se adicionó nitrato de plomo para conseguir las
2006). Así también, hombre utiliza los germinados concentraciones de Pb: 50, 100 y 200 ppm. Para la
el 0,
mecánico
de "alfalfa" como alimento, debido a su alta calidad oxigenación del medio, se utilizó un aireador
nutricional, ya que contienen proteínas de gran para evitar la sedimentación de los nutrientes cada
y
grasas manualmente durante dos minutos
calidad y biodisponibilidad, carbohidratos, botella fue agitada
poliinsaturadas, gran cantidad de vitamina K. C. por a Las plantas crecieron en el Invernadero del
fibra, ¿[
B como Nacional de
A, D, E, y carotenos; minerales, el potasio, ardín Botánico de la Universidad Trujillo,
j
humedad
magnesio, cobalto y otros más; una temperatura promedio de 25 ± 2°C y
azufre,
calcio, hierro, a
muy
además es una fuente muy buena de clorofila y es relativa de 75 ± 2%.
^
&
^
(Pagliancci
rica en un bioflavonoide, llamado rutina
diferentes tratamientos se
p establecer los
7
?er
2
°06).
con
completamente aleatorio tres
un dlseñ0
utlHz
homogéneos,
de formándose grupos los
que actividad 8
Diversas investigaciones revelan la repeticiones,
de
solución
metales con respectiva
las peroxidasas incrementa por efecto de los cua es fueron tratados la
i
que en plantas 20
posados en medio. ha reportado plomo, por 10 y días.
Así. se
el
Amaldoa
2012
55 -72,
19(1):
HSD
<
Se utilizó y de tejido fresco, el cual se trituró en un Tukey aplicada (p 0.05).
!
mortero de porcelana en frío a una temperatura de 4 °C,
La
actividad de erox dasas
i
como mi
utilizando buffer de extracción de fosfato de
1
incrementa con concentración
"alfalfa" Fig. 3 y 4) la
mM
I
pH
sodio 50 El extracto obtenido fue filtrado a
7.
ppm
plomo
de hasta las 100 y a partir de esta
través de cuatro capas de gasa centrifugado a 10000
y
concentración, disminuye. Así mismo, se puede apreciar
g durante 10 minutos. El sobrenadante se utilizó para
que actividad de peroxidasas solubles fue similar a
la
medir la actividad de peroxidasas solubles.
ppm
los 10 y 20 días, para la concentración de 0 y 50
/idad de las peroxidasas solubles se medió de plomo; mientras que a las concentraciones de 100 y
mM
como ppm
o-fenilendiamina (o-PDA) 5 200 de plomo, la actividad de peroxidasas solubles
i presencia de peróxido de hidrógeno 0,002 aumentó a los 20 días. Encontrando el valor más alto
M
pH
citrato 0,1 4,5. Luego se determinó (3,9847 umoles minuto) a la concentración de 100
• /
ppm
d de las peroxidasas solubles midiendo la de plomo y a los 20 días, que viene a ser 81,2%
mayor que su control. Por método de comparación
el
HSD
<
Tukey
múltiple
(p 0.05), se identificaron 5
grupos homogéneos.
Una
vez obtenidos los resultados se ordenaron en
Medicago
hojas y raíces de sativa L. "alfalfa" sometidas
tablas y se analizaron mediante un análisis de varianza
plomo
a diferentes concentraciones de por 10 y 20 días,
HSD
una prueba tukey
utilizando software
y el
e observó un aumento de actividad de enzimas.
S la estas
Statgraphics
Plus.
El incremento de actividad de peroxidasas encontrado
la
en las hojas de " alfalfa" Fi 2 uede deberse a ue
Resultados §- 1 y P
(
)> <i
plomo por ser un metal pesado, produciendo
el estaría
Medicago
Plantas de
sativa L. "alfalfa" expuestas a
daño oxidativo generando radicales de oxígeno,
libres
,
diferentes concentraciones de Pb, mostraron incremento
v
cidasas solubles
(p<0,05),
constitutivamente enzimas que
desin
las
encontrando cambios
significativos entre tiempos
los
especies activas de oxigeno reparan
y
e.
(p<0,05); y diferente comportamiento en hojas
por
éstas (Martínez, 2003). Este com]
j
Dalia
Tagetes
sp.,
i
hojas, se puede observar (Fig. y 2) que la actividad bipinnatus, en las cuales la actividad
1 <
de peroxidasas solubles incrementa tiende a aumentar significativamente cor
significativamente
con la concentración de plomo disminuye con en la concentración de residuos de minas,
y el
tiempo, encontrando el valor más bajo (0,1791 umoles la Presenc >a de peroxidasas en las hojas
minuto) a la concentración de 0 ppm a 20 verdaderas, puede estar involucrada en
/ los días
(control) y el valor más alto (2,0 3 umoles minuto) de especies reactivas de oxígeno que
a
1 1 / ¡
ppm
la concentración de 200 y a los 10 días, que viene a la Presencia de los elementos potencia
(Rod
429,7% mayor
ser que
el control. Sin embargo, mayor
el
incremento se dio a concentración de 200 ppm P eP°
la
a
los
20 días, ya que es 448,2% mayor que se ot
su control (O.ppm
a los 20 días). Existiendo diferencias ocasi
significativas entre
todos los tratamientos, según demuestra
lo prueba
la

(Talilil et al., 1999). Así también, se ha reportado que daños serios (Mujica et ai, 2005). Así mismo, seg
el estrés crónico por metales pesados induce en el alga estrés oxidativo es atribmble a una disminución d
^
&
ascorbatoperoxidasa (Ratk evicius Moenne, 2002). Al (Iturbe, 996).
1
^
respecto, algunos investigadores afirman que plantas ^
las
^
en
rajces (pjg
sometidas a condiciones ambientales adversas, pueden
^
ppm
qug & concentracion de 50 de plom0i a acti
,
,
20
del testigo, es decir la actividad a los 10 y día
ppm
concentraciones de 100 200 de pío
La disminución de actividad de peroxidasas en hojas a las y
la
20 observando mayores diferencias a 200
'os días,
por tiempo no condicionada
e "alfalfa" el (Fig. estaría
),
1
de plomo; esto podrí
or concentración de plomo, debido a que también
la
causados ser borne
di
ppm) 20
•lubles en el control a los días, respecto al
(0
,omo ue
de or
P P
mtrol a los 0 días. Al respecto, se ha reportado que la '° <l
<
1
acumulan plomo
utiliz
plantaba mayores
lad ontogénica de que presentan
las
necesarios para adapte
Más
llores en hojas jóvenes respecto a hojas adultas.
metal en sus ldos
te (T
m, cuando se somete material adulto a tratamientos J
el
también
rejuvenecimiento, niveles de peroxidasas
los
:
imentan (Figueroa &Schugurensky, 2002).
La
actlvK
Por otro lado, la variación de la actividad de peroxidasas
ppm
ración de 100 de
observó
peroxidasas solubles, pero se
de las
Luí
tiempo
en dicha actividad con respecto al y a
i
de plomo en el medio.
itración
ppm plomo, que
de lo
)
citada
Literatura
& Narváez.
2005.
Baquero, Castro, C.
J.
L;
en pitaya amarilla
polifenoloxidasa
peroxidasa
Catalasa, y
senescencia.
maduración
(Acanthocereus pitajaya): y
49-59.
Colombiana. 10
Acta Biológica (2):
mechanisms of plant metal
Clemens, S. 2001. Molecular
475-86.
212
and homeostasis. Planta. (4):
tolerance
Kusn
i-Tha¡, Nor'Aini M. Fadzilla M.
i;
&
M. Mejía Vargas.
2005. Efecto del estré H. 2006. Efectos d
.
s 'Berangan' y 'Mas'. InfoMusa. 32-36. germinación y establecimiento de piar
1 (2):
en suelo con residuos de minas. Colegio de Postgraduados.
Autónoma
Montecillo. Universidad Chapingo. México.
Truelove, Rodriguez-Kabana,& Jones.
B.; R. L.R.
Changes
2003. in the peroxidase activity of subcellular fractions
Phaseolus
from aging hypocotyls.Canadian Journal of Botany.
852-860.
53(9):
Tahlil, N.; A. Rada; J.L. Baaziz. Morel, M. El Meray
&
Donald, ;
J.R. Cipollini. 1998 The
F.
ir
pepo
in peroxidase of Cucúrbita cultivars stressed with heavy
&
R.M. A. Schugurensky.
2002.
>a, Identificación
zquez, A.A.; C.L. Justin; G.C. Siebe; G.G Alcántar.;
de (Persea americana
izimática portainjertos de palto
De Bauer
M.
D. 2001. Cadmio, níquel plomo en agua
y
Agro 30
sur. 1-6.
(2):
).
residual, suelo y cultivos en el valle de Mezquital, Hidalgo,
México. Agrociencia. 35 267-274.
(3):
M.
irtinez, L. 2003. Respuesta bioquímica molecular de
y
Phaseolus -
simbiosis vulgaris Glomusintraradices TécPecuMéx. 145-158.
la 42(2):
i.
al estrés de agua. Tesis. Facultad de Ciencias Biológicas
y
Agropecuarias. Universidad de Colima. México.
Kao &
ujica, E.; C. Ortiz; J. Li O. Pavezl. 2005 Us
de especies vegetales para remover cobre desde
efluente
mediante
Proceedings
rizofiltracion. of the \
5
in technologies for the minin
Vegetal. Estación Experin
i
&
Pagliaricci, H. R. W.
T.
I
Enteromorpha
compressa
¡ c
jminados con metales pesados
d
gical Research. 35
(3-4).
2012
Arnaldoa 55
19(1): - 72,