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Effect of hydrogen sulfide on cadmium and macro and micronutrients uptake by ππ¦πΆπ€π’π¦π―π’ ππ¦πΆπ€π°π€π¦π±π©π’ππ’
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Abstract
Environmental contamination with Cadmium (Cd) is a great concern due to its hazardous
effects on living organisms. Cd levels in agricultural soils are increasing because of industrial
expansion and pesticide use. The aim of this research is to study the role of hydrogen sulphide
(H2S) on the uptake of Cd by Leucaena Leucocephala to improve its metal tolerance for
phytoremediation purposes. Different parameters were determined, including radicle length, plant
growth, relative water content, chlorophyll, catalase production, Cd uptake, and
macro/micronutrient content. Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry
(ICP/OES) was used to quantify Cd content and macro/micronutrients in plant tissues. L.
Leucocephala plants exposed to different Cd concentrations did not show significant difference in
Cd uptake in roots, but a significant increase in Cd content was observed in stems as Cd levels in
the media increased. The highest Cd content (830 Β± 20 mg/kg) was found in stems exposed to 15
mg/L Cd, and no Cd was detected in leaves. Data show that as Cd concentration increased in the
media, Ca, Mg, K, Zn, and Mn decreased in roots. Moreover, while the presence of Cd reduced
catalase activity in roots, chlorophyll production was not affected. On the other hand, plants
exposed to different Ca concentrations show a significant difference in Cd uptake in root. Results
showed that as Ca concentration increases in the media the uptake of Cd decrease, showing a
reduction of 92% at 80 ppm of Ca in root. Results may agree with the hypothesis that Cd enters to
plant cells through Ca channels. A significant difference in radicle length and chlorophyll was
observed in plants exposed to 5ppm of Cd and different NaHS concentrations. Addition of NaHS
to the media shows a significant increase in Cd uptake by roots as NaHS concentration in media
increased. Maximum Cd uptake (7670 Β± 102 mg/kg) was found in roots exposed to 100 ΞΌM of
NaHS. A significant reduction in catalase activity was observed in root system due to Cd
concentration inside plant tissues. Results suggested that NaHS helps decrease the toxic effect of
Cd on the growth and development of plants.
La contaminaciΓ³n ambiental con Cadmio (Cd) es una gran preocupaciΓ³n debido a sus efectos peligrosos en los organismos vivos. Los niveles de cadmio (Cd) en los suelos agrΓcolas estΓ‘n aumentando debido a la expansiΓ³n industrial y al uso de pesticidas. El objetivo de esta investigaciΓ³n es estudiar el papel del sulfuro de hidrΓ³geno (H2S) en la absorciΓ³n de Cd por la planta Leucaena Leucocephala con la finalidad de utilizarla para la fitorremediaciΓ³n. Se determinaron diferentes parΓ‘metros que incluyen la longitud de la radΓcula, el crecimiento de la planta, el contenido relativo de agua, la clorofila, la producciΓ³n de catalasa y la absorciΓ³n de Cd, el contenido de macro/micronutrientes. Se utilizΓ³ espectrometrΓa de emisiΓ³n Γ³ptica de plasma acoplado inductivamente (ICP/OES) para cuantificar el contenido de Cd, macro/micronutrientes en los tejidos vegetales. Las plantas de Leucaena Leucocephala expuestas a diferentes concentraciones de Cd no mostraron una diferencia significativa en la absorciΓ³n de Cd en las raΓces, pero se observΓ³ un aumento significativo en el contenido de Cd en los tallos a medida que aumentaban los niveles de Cd en el medio. El contenido de Cd mΓ‘s alto (830 Β± 20 mg/kg) se encontrΓ³ en tallos expuestos a 15 mg/L de Cd y no se detectΓ³ Cd en las hojas. Los datos muestran que a medida que aumenta la concentraciΓ³n de Cd en el medio, Ca, Mg, K, Zn y Mn disminuyen en las raΓces. AdemΓ‘s, la presencia de Cd redujo la actividad de la catalasa en las raΓces, pero la producciΓ³n de clorofila no se vio afectada. Por otro lado, las plantas expuestas a diferentes concentraciones de Ca muestran una diferencia significativa en la absorciΓ³n de Cd en la raΓz. Los resultados mostraron que a medida que aumenta la concentraciΓ³n de Ca en el medio, la absorciΓ³n de Cd disminuye, mostrando una reducciΓ³n del 92% a 80 ppm de Ca en la raΓz. Los resultados pueden concordar con la hipΓ³tesis de que el Cd ingresa a las cΓ©lulas vegetales a travΓ©s de canales de Ca. Se observΓ³ una diferencia significativa (p < 0.05, Fisher Μs LSD) en la longitud de la radΓcula y la clorofila en plantas expuestas a 5ppm de Cd y diferentes concentraciones de NaHS. La adiciΓ³n de NaHS a los medios muestra un aumento significativo en la absorciΓ³n de Cd por las raΓces a medida que aumenta la concentraciΓ³n de NaHS en los medios. La absorciΓ³n mΓ‘xima de Cd (7670 Β± 102 mg/kg) se encontrΓ³ en raΓces expuestas a 100 ΞΌM de NaHS. Se observΓ³ una reducciΓ³n significativa en la actividad de la catalasa en el sistema radicular debido a la concentraciΓ³n de Cd dentro de los tejidos de la planta. Los resultados sugirieron que el NaHS ayuda a disminuir el efecto tΓ³xico del Cd en el crecimiento y desarrollo de las plantas.
La contaminaciΓ³n ambiental con Cadmio (Cd) es una gran preocupaciΓ³n debido a sus efectos peligrosos en los organismos vivos. Los niveles de cadmio (Cd) en los suelos agrΓcolas estΓ‘n aumentando debido a la expansiΓ³n industrial y al uso de pesticidas. El objetivo de esta investigaciΓ³n es estudiar el papel del sulfuro de hidrΓ³geno (H2S) en la absorciΓ³n de Cd por la planta Leucaena Leucocephala con la finalidad de utilizarla para la fitorremediaciΓ³n. Se determinaron diferentes parΓ‘metros que incluyen la longitud de la radΓcula, el crecimiento de la planta, el contenido relativo de agua, la clorofila, la producciΓ³n de catalasa y la absorciΓ³n de Cd, el contenido de macro/micronutrientes. Se utilizΓ³ espectrometrΓa de emisiΓ³n Γ³ptica de plasma acoplado inductivamente (ICP/OES) para cuantificar el contenido de Cd, macro/micronutrientes en los tejidos vegetales. Las plantas de Leucaena Leucocephala expuestas a diferentes concentraciones de Cd no mostraron una diferencia significativa en la absorciΓ³n de Cd en las raΓces, pero se observΓ³ un aumento significativo en el contenido de Cd en los tallos a medida que aumentaban los niveles de Cd en el medio. El contenido de Cd mΓ‘s alto (830 Β± 20 mg/kg) se encontrΓ³ en tallos expuestos a 15 mg/L de Cd y no se detectΓ³ Cd en las hojas. Los datos muestran que a medida que aumenta la concentraciΓ³n de Cd en el medio, Ca, Mg, K, Zn y Mn disminuyen en las raΓces. AdemΓ‘s, la presencia de Cd redujo la actividad de la catalasa en las raΓces, pero la producciΓ³n de clorofila no se vio afectada. Por otro lado, las plantas expuestas a diferentes concentraciones de Ca muestran una diferencia significativa en la absorciΓ³n de Cd en la raΓz. Los resultados mostraron que a medida que aumenta la concentraciΓ³n de Ca en el medio, la absorciΓ³n de Cd disminuye, mostrando una reducciΓ³n del 92% a 80 ppm de Ca en la raΓz. Los resultados pueden concordar con la hipΓ³tesis de que el Cd ingresa a las cΓ©lulas vegetales a travΓ©s de canales de Ca. Se observΓ³ una diferencia significativa (p < 0.05, Fisher Μs LSD) en la longitud de la radΓcula y la clorofila en plantas expuestas a 5ppm de Cd y diferentes concentraciones de NaHS. La adiciΓ³n de NaHS a los medios muestra un aumento significativo en la absorciΓ³n de Cd por las raΓces a medida que aumenta la concentraciΓ³n de NaHS en los medios. La absorciΓ³n mΓ‘xima de Cd (7670 Β± 102 mg/kg) se encontrΓ³ en raΓces expuestas a 100 ΞΌM de NaHS. Se observΓ³ una reducciΓ³n significativa en la actividad de la catalasa en el sistema radicular debido a la concentraciΓ³n de Cd dentro de los tejidos de la planta. Los resultados sugirieron que el NaHS ayuda a disminuir el efecto tΓ³xico del Cd en el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Description
Date
2023-05-10
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Volume Title
Publisher
Collections
Keywords
Cadmium, Leucaena leucocephala, Hydrogen sulfide (H2S), Nutrients uptake, Toxic heavy metals