Repositorio
Institucional

Cornejo, P.

Meier, S.

Alvear, M.

Borie, F.

Aguilera, P.

Ginocchio, R.

Influence of copper on root exudate patterns in some metallophytes and agricultural plants

ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE

ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY

en

A hydroponic experiment was carried out to determine the root exudation patterns in two Cu-metallophytes (Oenothera picensis and Imperata condensata) and two agricultural plants (Lupinus albus and Helianthus annuus). Plants were grown in nutrient solution at increasing Cu doses (0, 0.125, 0.25, 0.5, 1 and 2 mg Cu L-1), and plant growth, root elongation, Cu accumulation and root exudates were measured. All plants showed a decrease of over 60% in root elongation at the highest Cu supply level, being O. picensis the most sensitive specie and showing the highest shoot and root Cu concentrations (116 and 2657 mu g Cu g(-1), respectively), which were six fold higher than the other species. Differences in root exudation patterns of low molecular weight organic acids were found, with extremely high amounts of succinic acid exuded by O. picensis (1049 mu mol g(-1) h(-1)), and citric acid by I. condensata (164 mu mol g(-1) h(-1)). In metallophytes, the organic acid exudation was increased even with no root elongation, meanwhile agricultural plants exuded citric acid at constant levels. Exudation of phenolic compounds was highly species-dependent, with catechin mainly exuded by I. condensata, (2.62 mu mol g(-1) h(-1)) cinnamic acid by O. picensis (5.08 mu mol g(-1) h(-1)) and coumaric acid exclusively exuded by H. annuus (13.6 mu mol g(-1) h(-1)) at high Cu levels. These results indicated that differences in root exudation patterns among metallophytes and agricultural plants could affect their Cu tolerance. Particularly, the higher exudation rate showed by I. condensata can be an effective exclusion mechanism to tolerate high Cu concentrations, supporting its use in Cu phytostabilization programs. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.#Se realizó un experimento hidropónico para determinar los patrones de exudación radicular en dos metalófitas de Cu (Oenothera picensis e Imperata condensata) y dos plantas agrícolas (Lupinus albus y Helianthus annuus). Las plantas se cultivaron en una solución nutritiva con dosis crecientes de Cu (0, 0.125, 0.25, 0.5, 1 y 2 mg Cu L-1), y se midieron el crecimiento de la planta, la elongación de la raíz, la acumulación de Cu y los exudados radiculares. Todas las plantas mostraron una disminución de más del 60% en la elongación de la raíz al nivel más alto de suministro de Cu, siendo O. picensis la especie más sensible y mostrando las concentraciones más altas de Cu en el tallo y la raíz (116 y 2657 µg Cu g(-1), respectivamente), que fueron seis veces mayores que las de las otras especies. Se encontraron diferencias en los patrones de exudación radicular de ácidos orgánicos de bajo peso molecular, con cantidades extremadamente altas de ácido succínico exudado por O. picensis (1049 μmol g⁻¹ h⁻¹) y ácido cítrico por I. condensata (164 μmol g⁻¹ h⁻¹). En las metalófitas, la exudación de ácidos orgánicos aumentó incluso sin elongación radicular, mientras que las plantas agrícolas exudaron ácido cítrico a niveles constantes. La exudación de compuestos fenólicos fue altamente dependiente de la especie, con catequina exudada principalmente por I. condensata (2,62 μmol g⁻¹ h⁻¹), ácido cinámico por O. picensis (5,08 μmol g⁻¹ h⁻¹) y ácido cumárico exudado exclusivamente por H. annuus (13,6 μmol g⁻¹ h⁻¹) a altos niveles de Cu. Estos resultados indicaron que las diferencias en los patrones de exudación radicular entre metalófitas y plantas agrícolas podrían afectar su tolerancia al Cu. En particular, la mayor tasa de exudación mostrada por I. condensata puede ser un mecanismo de exclusión eficaz para tolerar altas concentraciones de Cu, lo que respalda su uso en programas de fitoestabilización de Cu. © 2011 Elsevier Inc. Todos los derechos reservados.

Artículo original

Financial support for this study was provided by the National Commission for Scientific and Technological Research (CONICYT), through FONDECYT 11080131 Grant (P. Cornejo). Sebastian Meier also acknowledges the support of the Scientific and Technological National Commission Research (CONICYT) through Project 24091053.

Este estudio contó con el apoyo financiero de la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (CONICYT), a través de la beca FONDECYT 11080131 (P. Cornejo). Sebastian Meier también agradece el apoyo de la CONICYT mediante el proyecto 24091053.

10.1016/j.ecoenv.2011.08.029

pdf

Toxicidad del cobre

Metalófitas

Ácidos orgánicos

Compuestos fenólicos

Exudados radiculares

Copper toxicity

Metallophytes

Organic acids

Phenolic compounds

Root exudates

ÁCIDOS ORGÁNICOS

TOLERANCIA A METALES

MIMULUS GUTTATUS

METALES PESADOS

SUELO

CU

RIZOSFERA

FITOEXTRACCIÓN

ACUMULACIÓN

MOVILIZACIÓN

ORGANIC-ACIDS

METAL TOLERANCE

MIMULUS-GUTTATUS

HEAVY-METALS

SOIL

CU

RHIZOSPHERE

PHYTOEXTRACTION

ACCUMULATION

MOBILIZATION

Toxicidad del cobre

Metalófitas

Ácidos orgánicos

Compuestos fenólicos

Exudados radiculares

Copper toxicity

Metallophytes

Organic acids

Phenolic compounds

Root exudates

ÁCIDOS ORGÁNICOS

TOLERANCIA A METALES

MIMULUS GUTTATUS

METALES PESADOS

SUELO

CU

RIZOSFERA

FITOEXTRACCIÓN

ACUMULACIÓN

MOVILIZACIÓN

ORGANIC-ACIDS

METAL TOLERANCE

MIMULUS-GUTTATUS

HEAVY-METALS

SOIL

CU

RHIZOSPHERE

PHYTOEXTRACTION

ACCUMULATION

MOBILIZATION

Influence of copper on root exudate patterns in some metallophytes and agricultural plants

ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY

ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE

hibrida#verde

restringido

restringido

en

Artículo original

versión publicada

ANID CONICYT FONDECYT 11080131#ANID CONICYT 24091053

0147-6513

8

15

Environmental Sciences

Toxicology

Ciencias ambientales

Toxicología

pdf

WOS:000297088500002