Inoculation with mycorrhizal fungi modifies proline metabolism and increases chromium tolerance in pepper plants (Capsicum annuum L.)

Abstract

In general, heavy metals interfere with several physiological processes and reduce plant growth. Plants naturally establish symbiotic associations with soil microorganisms, such as mycorrhizal fungi. The aim of this research was to determine if inoculation with mycorrhizal fungi increases tolerance to Cr, evidenced by growth and biochemical parameters and the effect on roots membranes in Capsicum annum. Plants were either non-inoculated or inoculated with Glomus mosseae or Glomus intraradices, and grown in the presence of different concentration of Cr (K 2 Cr 2 O 4 ) in soil. Pepper plants grown without Cr behaved as mycotrophic species. At the highest concentration (200 mM K 2 Cr 2 O 4 ), Cr reduced root colonization by G. mosseae or G. intraradices (to 23 and 20% respectively). Moderate and high concentrations of Cr reduced all growth parameters. The interaction of inoculation and Cr increased leaf chlorophyll and proline content while reduced the leaf protein and root proline content. Carotenoid content was not affected by treatments. High Cr concentrations increased significantly electrolytes leakage in roots, either non-inoculated or inoculated plants. At the highest Cr concentration, inoculated plants had double the biomass of non-inoculated plants. Cr content in roots of inoculated plants was significantly higher than in non-inoculated plants. Chromium accumulation was low in leaves and showed no differences between treatments. Mycorrhization increased pepper plant tolerance to Cr in the soil, modifying proline metabolism to assure a more efficient response.

Effects of arbuscular mycorrhiza inoculation on plant growth, biological and physiological parameters and mineral nutrition in pepper grown under different salinity and p levels

“…In the present study, roots of pepper plants were highly colonized by G. intraradices and were higher than other reports, as Kaya et al (2009) with Glomus clarum, as Ruscitti et al (2011) and Cekic et al (2012), with Glomus mosseae and Glomus intraradices, and as Ronco et al (2008) with Glomus mosseae.…”

Efecto alelopático de residuos de rizomas de <i>Sorghum halepense</i> (L.) Pers. sobre la micorrización, producción de materia seca y aceites esenciales de plantas de <i>Mentha x piperita</i> L.

“…Las micorrizas pueden conferir tolerancia a patógenos del suelo, ya sea por competencia por los sitios de colonización (Linderman et al, 1992) o por activar mecanismos de defensa en la planta huésped (Cordier et al, 1996). También se ha investigado el incremento de la tolerancia de las plantas al estrés hídrico, salino, por deficiencia de nutrientes, exceso de metales pesados y sustancias fitotóxicas (Barea et al, 2005a;Ruscitti et al, 2011;Kaya et al, 2009;Kohler et al, 2008;Manoharan et al, 2010;Beltrano et al, 2013b). Se ha descrito además que las micorrizas confieren tolerancia a pesticidas (Ocampo, 1993), herbicidas (Ocampo and Barea., 1982;Beltrano et al, 2013a), o residuos de la industria petrolera (Cabello, 1997) Los HMA también contribuyen a la agregación de los suelos mejorando su estructura (Bronick and Lal, 2005;Kohler et al, 2008) y en consecuencia su porosidad y retención de agua.…”

“…El porcentaje de micorrización, arbúsculos y vesículas en las plantas de menta piperita fue elevado, indicando que es una especie altamente micotrófica, en coincidencia con lo encontrado por otros autores en la misma y otras especies de menta (Gupta et al, 1994;Cabello et al, 2005;Arango et al, 2006). En los ensayos 1 y 2 donde se evaluó el efecto de los extractos acuosos de rizomas de sorgo de Alepo, el porcentaje de micorrización de las plantas de Mentha x piperita se vio afectado en forma negativa, independientemente del inóculo utilizado.…”

“…Otros autores han determinado un aumento de los valores de ALP en situaciones de estrés hídrico (Ruscitti et al, 2006), mientras que frente al estrés por Cu la actividad de la ALP disminuyó en plantas inoculadas con F. mosseae y no fue afectada en plantas inoculadas con R. intraradices .…”

“…En este trabajo se observó que en las plantas micorrizadas el contenido de clorofila y carotenoides solo se vio reducido en la concentración más elevada (15%) de extracto de los rizomas de SA. Otros factores de estrés, tales como la sequía, salinidad, metales pesados, también han sido vinculados con la pérdida de pigmentos fotosintéticos (Levit, 1980;Beltrano et al, 1999;Porcel and Ruiz-Lozano, 2004;Ruscitti et al, 2011;Beltrano et al, 2013a, b). Por otro lado, en coincidencia con los resultados obtenidos en este trabajo, Einhellig and Rasmussen (1978), Yang et al, (2002), Sampietro (2002), Hussain and Reigosa (2011) determinaron que los compuestos fenólicos con acción alelopática inhiben la síntesis de clorofila.…”