Repositorio UFRO · Omeka S

Adaptation and tolerance mechanisms developed by mycorrhizal Bipinnula fimbriata plantlets (Orchidaceae) in a heavy metal-polluted ecosystem

Primer Autor	Arriagada, Cesar
Co-autores	Herrera, Hector Valadares, Rafael Oliveira, Guilherme Fuentes, Alejandra Almonacid, Leonardo Vasconcelos do Nascimento, Sidney Bashan, Yoav
Título	Adaptation and tolerance mechanisms developed by mycorrhizal Bipinnula fimbriata plantlets (Orchidaceae) in a heavy metal-polluted ecosystem
Editorial	SPRINGER
Revista	MYCORRHIZA
Lenguaje	en
Resumen	The adaptation and performance of orchid mycorrhizae in heavy metal-polluted soils have been poorly explored. In the present study, proteomic and metabolic approaches were used to detect physiological changes in orchid roots established in a heavy metal-polluted soil and to ascertain whether mycorrhizal fungi affect the metabolic responses of roots. Young Bipinnula fimbriata plantlets were established in control and heavy metal-polluted soils in a greenhouse. After 14 months, exudation of root organic acids, phenolics, percentage of mycorrhization, mineral content, and differential protein accumulation were measured. More root biomass, higher root colonization, and higher exudation rates of citrate, succinate, and malate were detected in roots growing in heavy metal-polluted soils. Higher accumulation of phosphorus and heavy metals was found inside mycorrhizal roots under metal stress. Under non-contaminated conditions, non-mycorrhizal root segments showed enhanced accumulation of proteins related to carbon metabolism and stress, whereas mycorrhizal root segments stimulated protein synthesis related to pathogen control, cytoskeleton modification, and sucrose metabolism. Under heavy metal stress, the proteome profile of non-mycorrhizal root segments indicates a lower induction of defense mechanisms, which, together with the stimulation of enzymes related to carotenoid biosynthesis and cell wall organization, may positively influence mycorrhizal fungi colonization. The results point to different metabolic strategies in mycorrhizal and non-mycorrhizal root segments that are exposed to heavy metal stress. The results indicate that root colonization by mycorrhizal fungi is stimulated to alleviate the negative effects of heavy metals in the orchids. La adaptación y el rendimiento de las micorrizas de orquídeas en suelos contaminados con metales pesados han sido poco explorados. En el presente estudio, se utilizaron enfoques proteómicos y metabólicos para detectar cambios fisiológicos en raíces de orquídeas establecidas en un suelo contaminado con metales pesados y para determinar si los hongos micorrízicos afectan las respuestas metabólicas de las raíces. Se establecieron plántulas jóvenes de Bipinnula fimbriata en suelos control y contaminados con metales pesados en un invernadero. Después de 14 meses, se midió la exudación de ácidos orgánicos de la raíz, fenólicos, porcentaje de micorrización, contenido mineral y acumulación diferencial de proteínas. Se detectó más biomasa de la raíz, mayor colonización de la raíz y mayores tasas de exudación de citrato, succinato y malato en raíces que crecían en suelos contaminados con metales pesados. Se encontró una mayor acumulación de fósforo y metales pesados dentro de las raíces micorrízicas bajo estrés metálico. En condiciones no contaminadas, los segmentos radiculares no micorrízicos mostraron una mayor acumulación de proteínas relacionadas con el metabolismo del carbono y el estrés, mientras que los segmentos radiculares micorrízicos estimularon la síntesis de proteínas relacionadas con el control de patógenos, la modificación del citoesqueleto y el metabolismo de la sacarosa. Bajo estrés por metales pesados, el perfil proteómico de los segmentos radiculares no micorrízicos indica una menor inducción de mecanismos de defensa, lo cual, junto con la estimulación de enzimas relacionadas con la biosíntesis de carotenoides y la organización de la pared celular, puede influir positivamente en la colonización de hongos micorrízicos. Los resultados apuntan a diferentes estrategias metabólicas en segmentos radiculares micorrízicos y no micorrízicos expuestos a estrés por metales pesados. Los resultados indican que la colonización radicular por hongos micorrízicos se estimula para aliviar los efectos negativos de los metales pesados en las orquídeas.
Tipo de Recurso	Artículo original
Description	Los autores agradecen al Instituto Tecnológico Vale (Belem, Brasil) por el suministro de equipos y la asistencia técnica, y a Ira Fogel por la mejora editorial y del inglés. Este trabajo contó con el apoyo del Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico de Chile [subvención número 1170931 a C.A.] y de la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica de Chile [subvención número 21130491 a H.H.]. The authors thank the Instituto Tecnologico Vale (Belem, Brazil) for equipment supply and technical assistance and Ira Fogel for editorial and English improvement. This work was supported by the 'Fondo Nacional de Desarrollo Cientifico y Tecnologico' of Chile [grant number 1170931 to C.A.] and the 'Comision Nacional de Investigacion Cientifica y Tecnologica' of Chile [grant number 21130491 to H.H.].
doi	10.1007/s00572-018-0858-4
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	Orchid mycorrhiza Organic acid exudation Proteome Contaminated soil micorrizas de orquídeas Exudación de ácidos orgánicos proteoma Suelo contaminado
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1007/s00572-018-0858-4
Categoría OCDE	Plant Sciences# Mycology
Materias	Orchid mycorrhiza Organic acid exudation Proteome Contaminated soil micorrizas de orquídeas Exudación de ácidos orgánicos proteoma Suelo contaminado
Disciplinas de la OCDE	Micología Biología Molecular Ciencias del Medio Ambiente
Versión del recurso (Recomendado-único)	version publicada
Tipo de ruta	hibrida
Access Rights	restringido
Derechos de acceso	restringido
Id de Web of Science	WOS:000447241100006
Título de la cita (Recomendado-único)	Adaptation and tolerance mechanisms developed by mycorrhizal Bipinnula fimbriata plantlets (Orchidaceae) in a heavy metal-polluted ecosystem
Identificador del recurso (Mandatado-único)	Artículo original
Editorial	SPRINGER
Revista/Libro	MYCORRHIZA
Categoría WOS	Ciencias Vegetales Micología
ISSN	0940-6360
Idioma	en
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	ANID FONDECYT 1170931 ANID CONICYT 21130491
Descripción	The authors thank the Instituto Tecnologico Vale (Belem, Brazil) for equipment supply and technical assistance and Ira Fogel for editorial and English improvement. This work was supported by the 'Fondo Nacional de Desarrollo Cientifico y Tecnologico' of Chile [grant number 1170931 to C.A.] and the 'Comision Nacional de Investigacion Cientifica y Tecnologica' of Chile [grant number 21130491 to H.H.].
Formato	pdf
Página de inicio (Recomendado-único)	651
Página final (Recomendado-único)	663
Entidad financiadora	ANID FONDECYT 1170931#ANID CONICYT 21130491