Impact of cadmium on photosynthetic pigments, root structure, and nutrient concentrations in bean (Phaseolus vulgaris L.) plants

Descripción del Articulo

Cadmium (Cd) is a contaminant that causes significant damage to organisms. In plants, it results in growth delay, alters photosynthetic function, and affects nutrient concentrations. This study aimed to evaluate the impact of Cd (0, 0,25, 0,50, and 1 µM) on chlorophyll content, structural damage to...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Gutiérrez-Martínez, Paulina Beatriz, Ramírez-Hernández, Blanca Catalina, Maldonado-Villegas, Marcela Mariel
Formato: artículo
Fecha de Publicación:2024
Institución:Universidad Nacional de Trujillo
Repositorio:Revistas - Universidad Nacional de Trujillo
Lenguaje:español
OAI Identifier:oai:ojs.revistas.unitru.edu.pe:article/6068
Enlace del recurso:https://revistas.unitru.edu.pe/index.php/scientiaagrop/article/view/6068
Nivel de acceso:acceso abierto
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description Cadmium (Cd) is a contaminant that causes significant damage to organisms. In plants, it results in growth delay, alters photosynthetic function, and affects nutrient concentrations. This study aimed to evaluate the impact of Cd (0, 0,25, 0,50, and 1 µM) on chlorophyll content, structural damage to the root, and the absorption and translocation of nutrients (Ca, K, Mg, Mn, Fe, and Zn) in Phaseolus vulgaris var. Opus plants. An increase in chlorophyll a was observed at Cd concentrations of 0.25 and 1 µM. Chlorophyll b increased across all Cd treatments, while carotenoid content decreased in all treatments. The roots exhibited structural damage as Cd concentrations increased. For nutrients, Ca, Mg, Mn, and Zn in leaves, and K in stems, increased with higher Cd doses. Conversely, K in roots decreased with higher Cd concentrations, and Fe decreased compared to the control in all evaluated organs. Our results suggest that Cd stress at low concentrations stimulates chlorophyll synthesis and that varying Cd concentrations induce synergistic and antagonistic effects in different organs of P. vulgaris, leading to nutritional disorders. Given the global importance of this crop, studying the molecular mechanisms and membrane transporters in P. vulgaris roots exposed to Cd is crucial for enhancing its resistance to Cd.
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spelling Impact of cadmium on photosynthetic pigments, root structure, and nutrient concentrations in bean (Phaseolus vulgaris L.) plantsEfecto del cadmio en el contenido de pigmentos fotosintéticos, estructura de la raíz, y concentración de nutrientes en plantas de frijol (Phaseolus vulgaris L.)Gutiérrez-Martínez, Paulina Beatriz Ramírez-Hernández, Blanca Catalina Maldonado-Villegas, Marcela Mariel toxicidadtejidosfotosíntesismetales pesadossinergismoantagonismotoxicitytissuesphotosynthesisheavy metalssynergismantagonismCadmium (Cd) is a contaminant that causes significant damage to organisms. In plants, it results in growth delay, alters photosynthetic function, and affects nutrient concentrations. This study aimed to evaluate the impact of Cd (0, 0,25, 0,50, and 1 µM) on chlorophyll content, structural damage to the root, and the absorption and translocation of nutrients (Ca, K, Mg, Mn, Fe, and Zn) in Phaseolus vulgaris var. Opus plants. An increase in chlorophyll a was observed at Cd concentrations of 0.25 and 1 µM. Chlorophyll b increased across all Cd treatments, while carotenoid content decreased in all treatments. The roots exhibited structural damage as Cd concentrations increased. For nutrients, Ca, Mg, Mn, and Zn in leaves, and K in stems, increased with higher Cd doses. Conversely, K in roots decreased with higher Cd concentrations, and Fe decreased compared to the control in all evaluated organs. Our results suggest that Cd stress at low concentrations stimulates chlorophyll synthesis and that varying Cd concentrations induce synergistic and antagonistic effects in different organs of P. vulgaris, leading to nutritional disorders. Given the global importance of this crop, studying the molecular mechanisms and membrane transporters in P. vulgaris roots exposed to Cd is crucial for enhancing its resistance to Cd.El cadmio es un contaminante que causa daños a los organismos, en plantas provoca un retraso en el crecimiento, altera la función fotosintética y la concentración de nutrientes. El objetivo de este trabajo fue evaluar la influencia del Cd (0, 0,25, 0,50 y 1 µM) en el contenido de clorofila, daño estructural a la raíz, y la absorción y translocación de nutrientes (Ca, K, Mg, Mn, Fe y Zn) en plantas de Phaseolus vulgaris var. Opus. Se observó un incremento en la clorofila a en concentraciones de 0,25 y 1 µM de Cd, la clorofila b aumentó en los tres tratamientos con Cd y el contenido de carotenoides disminuyó en todos los tratamientos. Las raíces mostraron daño estructural por el incremento del Cd. Con relación a los nutrientes, el Ca, Mg, Mn, Zn en hoja y el K en tallo aumentaron sus concentraciones al incrementar la dosis de Cd; contrariamente el K en raíz disminuyó al aumentar las concentraciones de Cd; para el caso del Fe disminuyó respecto al tratamiento control en todos los órganos evaluados. Nuestros resultados sugieren que el estrés por el Cd a bajas concentraciones estimula la síntesis de clorofila, además las diferentes concentraciones de este contaminante, provoca sinergismos y antagonismos en los diferentes órganos de P. vulgaris, lo que conlleva a desórdenes nutricionales. Al ser un cultivo de importancia mundial, investigar los mecanismos moleculares y transportadores de membrana en raíces de P. vulgaris expuestas al Cd, es importante para mejorar su resistencia al Cd.Universidad Nacional de Trujillo2024-09-28info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdftext/htmlhttps://revistas.unitru.edu.pe/index.php/scientiaagrop/article/view/6068Scientia Agropecuaria; Vol. 15 Núm. 4 (2024): Octubre-Diciembre; 483-493Scientia Agropecuaria; Vol. 15 No. 4 (2024): Octubre-Diciembre; 483-4932306-67412077-9917reponame:Revistas - Universidad Nacional de Trujilloinstname:Universidad Nacional de Trujilloinstacron:UNITRUspahttps://revistas.unitru.edu.pe/index.php/scientiaagrop/article/view/6068/6179https://revistas.unitru.edu.pe/index.php/scientiaagrop/article/view/6068/6578Derechos de autor 2024 Scientia Agropecuariahttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessoai:ojs.revistas.unitru.edu.pe:article/60682024-09-28T15:54:09Z
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