Estrés per metalls pesants: respostes fisiològiques induïdes per Cd i Ni en arròs (Oryza sativa L).

Abstract

El treball que he desenvolupat s'ha centrat en l'estudi dels efectes fisiològics de dos metalls pesants, el Cd i el i Ni, en plantes d'arròs durant les etapes inicials del seu desenvolupament. Els objectius concrets d'aquesta tesi són:<br/>- Caracteritzar l'efecte del Cd i del Ni sobre les membranes cel·lulars.<br/>- Estudiar l'acció del Cd i del Ni sobre el metabolisme energètic. <br/>- Determinar les variacions dels nivells d'etilé per efecte dels metalls i la seua possible modulació per altres hormones.<br/><br/>Els resultats obtinguts en les nostres investigacions poden resumir-se en:<br/>· Tant la permeabilitat de les membranes com la difència de potencial transmembrana (Em) es veuen afectades per Cd, que afecta la component activa d'Em de forma transitòria. Pel contrari el Ni no provoca alteracions d'Em en arrels, ni es detecten augments de la permeabilitat a curt termini, però si en tiges, a llarg termini.<br/>· Ambdós metalls afecten dràsticament l'activitat fotosintètica de les plantes i a nivell de planta sencera, no es detecten canvis en l'activitat respiratòria. <br/>· El Cd no altera la taxa respiratòria de tiges ni d'arrels, quan es mesuren separadament, excepte a concentracions elevades.<br/>· El Ni provoca una clara inhibició de la respiració en les arrels, mentre que augmenta lleugerament la de les tiges. Aquest efecte indica un canvi en la distribució de l'energia que resulta de la respiració entre creixement i manteniment dels teixits. <br/>· el Cd i el Ni indueixen una disminució de la síntesi d'etilé. El GA3, però no l'ABA, interacciona amb l'efecte inhibitori dels metalls, i augmenta la producció d'etilé fins a valors semblants als dels controls.<br/>· Tots els efectes detectats, i per als dos metalls estudiats, poden ser revertits, al menys parcialment, per l'eliminació dels metalls del medi on creixen les plantes.

Some physiological responses of rice plants to two heavy metals, Cd and Ni, have been studied during the first stages of their development, with the following specific objectives:<br/>- Characterization of Cd and Ni effects on plasma membrane functionality.<br/>- Study of the effects of these heavy metals on energetic metabolism, which supplies the energy needed for membrane transport.<br/>- Evaluation of the changes induced by Cd and Ni in the production of ethylene, the hormone most directly related to variations in membrane stability under stress conditions. The possible interactions of these metals with other hormones have also been studied.<br/><br/> The results obtained in these investigations indicate that:<br/>- Cd induces rapid and drastic effects on membrane permeability and transmembrane potential difference (Em). However, the effect is transient, possibly due to the existence of inducible detoxifying mechanisms. <br/>- Contrastingly, Ni treatments do not affect membrane permeability at the short term, but causes strong losses of K+ at the long term, which may be related with the reduced water content measured in Ni-treated plants.<br/>- Both metals affect drastically the photosynthetic performance, which is reflected in a strong decrease in plant growth. <br/>- At the whole plant level, respiration is not altered by any of these metals. However, a differential effect of Ni on roots and shoots is observed, indicating a change in the distribution of the energy between growth and maintenance of the tissues.<br/>- Both metals induce a decrease in ethylene production, even at metal concentrations which do not alter plant growth. <br/>- GA3, but not ABA, interacts with the inhibitory effect of the metals, causing an increase in ethylene production up to values similar to those of controls. <br/>- All the effects observed may be reverted, at least partially, by elimination of the metals from the external medium.