Differential activation of the enzymatic antioxidant system of Abelmoschus esculentus L. under CdCl2 and HgCl2 exposure

Abstract

Cadmium and Mercury induced varying responses in Abelmoschus esculentus L. in relation to enzymes (ascorbate peroxidase (APX, 1.11.1.11), catalase (CAT, 1.11.1.6), glutathione reductase (GR, 1.6.4.2) and superoxide dismutase (SOD, 1.15.1.1) which are most related to the levels of Hg and Cd applied and concentrations of thiol groups already present or induced upon treatment. In the present investigation varying concentrations of CdCl2 and HgCl2 (0, 0.05, 0.10, 0.50, 1 and 2mM respectively) applied to plant in the soil shows a significant increase in ascorbate peroxidase, glutathione reductase and superoxide dismutase activities, and the respective metal accumulation. It reveals a mechanism for constant detoxification of H2O2 that have to be associated with adaptations and ultimate survival of this plant species during stress conditions. A reduction of catalase activities was observed on exposure to these metals, which is supposedly due to the inhibition of enzyme synthesis. Root length, shoot length, number of leaves showed an enhancement with 0.05 mM CdCl2 dose then a gradual decline with the increase in concentrations. The results indicate that A. esculentus is tolerant to high concentrations of these metals, a property related to a differential activation of its enzymatic antioxidant system, and also reveal that this species has a higher capacity of Cd absorption

Вплив екскреторної функції ссавців на активність аспартатамінотрансферази в листках Glechoma hederacea в умовах забруднення кадмієм

“…вивчено транспорт есенціальних металів (Fe, Zn, Mn і Cu) і транспорт, толерантність, вакуолярну послідовність та рівень транскрипційних реакцій за умов дії неесенціальних металів (Cd, Pb, Cr, Hg і As), їх токсичність на рослинний гомеостаз (Mendoza-Cózatl et al, 2011;Song et аl., 2010;Takamatsu et аl., 2010). Визначено вплив Cr, Cd та Pb на середземноморські ґрунти (Martí et al, 2013) через біодоступність Cd, Pb та Zn та через атмосферні емісії Cd та Pb (Roussel et al, 2010), визначено рослинний метаболізм під впливом Cd, Co, Mn, Cr (Hameed et al, 2011;Hasan et al, 2011;Ruscitti et al, 2011;Vestena et al, 2011;Becerril et al, 2013;Lefcort et al, 2013;Millaleo et al, 2013).…”

Вплив іонів Ni на активність аспартатамінотрансферази в листках Glechoma hederacea в умовах рийної діяльності ссавців

“…Екологічний вплив (солоність, дефіцит води, інтенсивність опадів, хімічний склад ґрунтів, нестійкий температурний режим) і антропогенний прес (забруднення органічними та неорганічними сполуками) стимулювали вивчення дії різних чинників на компоненти біоти. Досліджено механізми для оптимізації стресу (Clemans, 2001;Hameed et al, 2011), запропоновано заходи з моніторингу, фітоіндикації (Ghavrii and Singh, 2010), фіторемедіації, з'ясовано вплив рослин на хімічний склад ґрунтів (Kupka et al, 2013), вивчено інтенсивність опадів (Akbarimehr and Jalilvand, 2013). Відбувається пошук чутливих і простих методів оцінки екологічного впливу, створені заходи зі збереження природних і відновлення порушених біосистем шляхом збільшення біорізноманіття на техногенно збіднених територіях (Dzyubak and Vasilyuk, 2009;Vasilyuk and Dzyubak, 2009).…”

“…Механізми стійкості рослин до важких металів (ВM) (Perfetto et al, 2006) тісно пов'язані з механічним захистом (Bulakhov and Pakhomov, 2006) (поглинання, блокування, зберігання, розповсюдження, детоксикація ВM кореневою системою) і біохімічним захистом: обмін речовин, застосування регуляторів росту рослин, фітогормонів (Clemans, 2001;Bernini et al, 2010). Визначено метаболізм за умови впливу таких ВМ як Cd, Co, Mn, Cr (Vestena et al, 2011;Hameed et al, 2011;Hasan et al, 2011;Ruscitti et al, 2011;Millaleo et al, 2013;Becerril et al, 2013), роботу ферментативних реакцій, що відбуваються в рослинних, тваринних клітинах. У біотопі ферменти беруть участь у важливих біохімічних процесах: синтезі та розпаді гумусу, гідролізі органічних сполук, решток вищих рослин та мікроорганізмів, переведенні їх у доступні для засвоєння стани; фіксують вільні елементи, беруть активну участь у кругообігах життєво необхідних для рослин елементів, окисно-відновних реакціях тощо (Kong et al, 2009;Liu et al, 2008;Melero et al, 2008).…”

Вплив екскрецій Capreolus capreolus і Sus scrofa на активність аланінамінотрансферази в листках Glechoma hederacea в умовах забруднення кадмієм

“…ex Boreau та V. riviniana Reichenb., які зростають на ґрунтах із різним вмістом ВМ (Kuta et al, 2014). Hameed et al (2011) надали відомості стосовно того, що солі CdCl 2 та HgCl 2 залежно від концентрації індукували різну відповідь ферментів антиоксидантного захисту (АОЗ), пов'язаних із постійною детоксикацією Н 2 О 2 : аскорбатпероксидази (APX, EC 1.11.1.11), каталази (САТ, EC 1.11.1.6), глутатіонредуктази (GR, EC 1.6.4.2). супероксиддисмутази (SOD, EC 1.15.1.1) у Abelmoschus esculentus L., адаптованої до виживання у стресових умовах.…”