Funciones del óxido nítrico en la respuesta de la planta a la toxicidad por cadmio

Alejandro Rodríguez-González, Laura C. Terrón-Camero, Maria C. Romero-Puertas

Recibido el 24 de enero de 2020 - Aceptado el 23 de junio de 2020

Resumen 


Rodríguez-González, A., Terrón-Camero, L.C., Romero-Puertas, M.C. 2020. Funciones del óxido nítrico en la respuesta de la planta a la toxicidad por cadmio. Ecosistemas 29(2):1935. Doi.: 10.7818/ECOS.1935


La actividad humana del último siglo ha conllevado un aumento de la contaminación del suelo por metales pesados, entre ellos el cadmio (Cd), uno de los más tóxicos. Su entrada en el suelo, fundamentalmente por el uso de fertilizantes y actividades como la minería, y su absorción por las plantas lo introduce en la cadena trófica. El Cd es un elemento no esencial para las plantas, pero entra a las mismas a través de transportadores de metales esenciales compitiendo con éstos. La exposición al Cd afecta a numerosos procesos fisiológicos y metabólicos en la planta provocando una reducción en el crecimiento y productividad de la misma, y causa clorosis y estrés oxidativo debido a una mayor producción de especies de oxígeno reactivo (ROS). Recientemente, el óxido nítrico (NO) se ha relacionado con la respuesta de la planta al estrés por Cd, pero los mecanismos en los que está involucrado no se conocen exactamente. En este trabajo se revisan las fuentes de contaminación, los mecanismos de toxicidad por Cd y las funciones del NO en la respuesta de la planta al Cd. Se concluye que el NO aplicado de forma exógena suele proteger a la planta por inducción del sistema antioxidante. Como molécula endógena, el NO se ha relacionado con la regulación a través de modificaciones postraduccionales de proteínas involucradas en el metabolismo oxidativo, hormonas y factores de transcripción. Es necesario comprender las interacciones plantas - metales para establecer programas de crecimiento de especies de interés agrícola con menor absorción de metales.


Palabras clave


contaminación; estrés oxidativo; hiperacumulación; fitorremediación; tolerancia

Abstract



Rodríguez-González, A., Terrón-Camero, L.C., Romero-Puertas, M.C. 2020. Nitric oxide functions in plant response to cadmium toxicity. Ecosistemas 29(2):1935. Doi.: 10.7818/ECOS.1935


Human activities have led to environmental pollution with heavy metals, including cadmium (Cd) which is one of the most toxic pollutants. Cd is released into the environment by mining and fertilizes application. Metal uptake by crop plants introduces Cd into the human food chain, posing to a human health concern. Although Cd is not an essential element, it can enter the roots and it is translocated throughout different tissues by a variety of unspecific transport systems, thereby competing with essential nutrients. Cadmium exposure affects numerous physiological and biochemical processes in plants and leads to limited growth and therefore yield chlorosis, and oxidative stress induced by the production of reactive oxygen species (ROS). Recently, the well-known signalling molecule, nitric oxide (NO), has been involved in plant response to Cd toxicity, although NO-dependent mechanisms are not fully characterized. In this review, the main sources for Cd contamination and the mechanisms involved in metal toxicity are discussed including the possible NO roles in plant response to this heavy metal. NO applied exogenously usually protects the plant mainly by induction of the antioxidant system. As an endogenous molecule, NO has been involved in the regulation of proteins related to oxidative metabolism, hormones, and transcription factors through posttranslational modifications


Keywords


contamination; oxidative stress; hyperaccumulation; phytoremediation; tolerance



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