Correo Electrónico
DNINFOA - SIA
Bibliotecas
Convocatorias
Identidad U.N.
Publicado
Versiones
- 2021-12-03 (2)
- 2021-10-15 (1)
Efectos del cadmio sobre la germinación y crecimiento inicial de cinco variedades de Oryza sativa L. cultivadas en Ecuador
Effects of cadmium on the germination and initial growth of five varieties of Oryza sativa cultivated in Ecuador
DOI:
https://doi.org/10.15446/acag.v70n1.87636Palabras clave:
índice integral de fitotoxicidad, INIAP-FL-Arenillas, metales pesados, SFL-011, tolerancia (es)Integral phytotoxicity index, INIAP-FL-Arenillas, heavy metals, SFL-011, tolerance (en)
El cadmio es un metal pesado tóxico que afecta el crecimiento y la productividad de las plantas. En Ecuador se ha demostrado que existe contaminación por este metal en suelos agrícolas. El objetivo de la presente investigación fue evaluar los efectos del cadmio sobre la germinación y crecimiento inicial de cinco variedades de Oryza sativa L. cultivadas en Ecuador con la finalidad de identificar la tolerancia general al Cd de los diferentes cultivares. Se expusieron semillas de las variedades ‘INIAP-11’, ‘INIAP-14’, ‘INIAP-FL-Arenillas’, ‘INIAP-FL-Cristalino’ y ‘SFL-011’ a diferentes concentraciones de cadmio (0, 0.25, 0.5, 1, 2, 4 y 8 mg.L-1 Cd) durante ocho días y se determinó el porcentaje de mortalidad, el porcentaje de germinación (PG), el tiempo y la velocidad media de germinación (TMG-VMG), la longitud de la radícula e hipocótilo y se evaluó el efecto del metal mediante el cálculo del índice de tolerancia (IT), índice integral de fitotoxicidad (IIF) y la concentración inhibitoria media (CI50). El Cd no afectó el PG, TMG ni la VMG. Hubo una correlación inversamente proporcional entre la concentración de cadmio y la longitud de las radículas (P < 0.05). La variedad más tolerante fue ‘SFL-011’ con un IC50 de 4.02 mg.L-1, y se observó estímulo de crecimiento inicial a bajas concentraciones de Cd, reflejado en un IIF negativo y un IT superior a 1. La variedad ‘SFL-011’ fue la más tolerante al Cd, seguida por ‘INIAP-FL-Arenillas’. La longitud de las radículas es un parámetro que podría utilizarse como bioindicador de la contaminación con cadmio en las variedades de arroz.
Cadmium is a heavy toxic metal that affects the growth and productivity of plants. In Ecuador, it has been demonstrated that there is contaminated by this metal in agricultural soils. The objective of the present research was to evaluate the effects of cadmium on the germination and initial growth of five varieties of Oryza sativa L. cultivated in Ecuador, with the final purpose of identifying the general tolerance to Cd of the different cultivars. The varieties of seeds of ‘INIAP-11’, ‘INIAP-14’, ‘INIAP-FL-Arenillas’, ‘INIAP-FL-Cristalino’, and ‘SFL-011’ were exposed to different concentrations of cadmium (0, 0.25, 0.5, 1, 2, 4 y 8 mg L-1 Cd) during eight days, through which it was determined the mortality percentage, the germination percentage (PG), the time and average speed germination (TMG-VMG), and the length of the radicle and hypocotyl. The effect of the metal was evaluated by calculating the tolerance index (TI), the integral phytotoxicity index (IIF), and the mean inhibitory concentration (CI50). The Cd didn't affect the PG, TMG, nor the VMG. There was an inversely proportional correlation between the cadmium concentration and the length of the radicles (P < 0.05). The most tolerant variety was the ‘SFL-011’ with an IC50 of 4.02 mg L and it was observed initial growth stimulation at low concentrations of Cd, reflected in a negative IIF and in an IT superior to 1. The variety ‘SFL-011’ was the most tolerant one to Cd, followed by ‘INIAP-FL Arenillas’. The length of the radicles is a parameter that could be used as a bio-indicator of the contamination of cadmium on rice varieties.
Referencias
Bautista, O.V, Fischer, G. y Cárdenas, J. F. (2013). Cadmium and chromium effects on seed germination and root elongation in lettuce, spinach and Swiss chard. Agronomía Colombiana, 31(1), 48-57. https://revistas.unal.edu.co/index.php/agrocol/article/view/37314/40329
Chávez, E., He, Z.L., Stoffella, P.J., Mylavarapu, R.S., Li, Y.C., Moyano, B. y Baligar, V. (2015). Concentration of cadmium in cacao beans and its relationship with soil cadmium in southern Ecuador. Science of the Total Environment, 533, 205-214. https://pubag.nal.usda.gov/download/63005/PDF DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.06.106
Chen, B., Wang, Y. y Hu, D. (2010). Biosorption and biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in aqueous solutions by a consortium of white-rot fungi. Journal of Hazardous Materials, 179(1-3), 845-851. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.03.082
Cokkizgin, A. y Cokkizgin, H. (2010). Effects of lead (PbCl2) stress on germination of lentil (Lens culinaris Medic.) lines. African Journal of Biotechnology, 9(50), 8608-8612.
Environmental Protection Agency (EPA). (1993). Probit analysis program. Version 2. U.S. Environmental Protection Agency (EPA), Washington D.C., USA.
Escalante-Campos, S., Rodríguez-Dorantes, A., Vásquez-Murrieta, M.S., Rodríguez-Tovar, A.V., Guerrero-Zúñiga, L.A., Pérez, N.O., Franco-Hernández, M.O. y Ponce-Mendoza, A. (2012). Evaluación del efecto de cadmio sobre la germinación y elongación radical de semillas bacterizadas de Axonopus affinis y Festuca rubra. Polibotanica, 34, 205-221. http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-27682012000200010
Espanany, A., Fallah, S., y Tadayyon, A. (2015). Seed priming improves seed germination and reduces oxidative stress in black cumin (Nigella sativa) in presence of cadmium. Industrial Crops and Products, 79, 195-204. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.11.016
Franquet, J.M. y Borràs Paimès, C. (2004). Variedades y mejora del arroz (Oryza sativa L.) [Archivo PDF]. Universitat Internacional de Catalunya. http://62.204.194.45/fez/eserv/bibliuned:UNEDCentroAsociadoTortosa-Libros-5025/Franquet_Bernis_JoseMaria_Variedades.pdf
Gouia, H., Suzuki, A., Brulfert, J. y Ghorbal, M. H. (2003). Effects of cadmium on the co-ordination of nitrogen and carbon metabolism in bean seedlings. Journal of Plant Physiology, 160(4), 367-376. DOI: https://doi.org/10.1078/0176-1617-00785
He, J-Y., Ren, Y-F., Zhu, C. y Jiang, D-A. (2008). Effects of Cadmium Stress on Seed Germination, Seedling Growth and Seed Amylase Activities in Rice (Oryza sativa). Rice Science, 15(4), 319-325. DOI: https://doi.org/10.1016/S1672-6308(09)60010-X
Kuo, S., Huang, B. y Bembenek, R. (2007). Release of Cadmium From a Triple Superphosphate and a Phosphate Rock in Soil. Soil Science, 172(4), 257-265. DOI: https://doi.org/10.1097/ss.0b013e318032ab66
Li, H., Luo, N., Li, Y. W., Cai, Q. Y., Li, H. Y., Mo, C. H. y Wong, M. H. (2017). Cadmium in rice: Transport mechanisms, influencing factors, and minimizing measures. Environmental Pollution, 224, 622-630. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.01.087
Liu, Y., Wang, X., Zeng, G., Qu, D., Gu, J., Zhou, M. y Chai, L. (2007). Cadmium-induced oxidative stress and response of the ascorbate-glutathione cycle in Bechmeria nivea (L.) Gaud. Chemosphere, 69(1), 99-107. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2007.04.040
Marín, D., Orrego-Varón, M., Yanez, F., Mendoza, L., García, M. A., Twyman, J., Andrade, R. y Labarta, R. (2018). Household survey data of adoption of improved varieties and management practices in rice production, Ecuador. Data in Brief, 18, 1252-1256. https://doi.org/10.1016/j.dib.2018.04.019
Moreno, E., Miranda, D. y Martínez, F. (2013). Zeatin promotes sugar apple seed germination (Annona squamosa L.). Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas, 7(1), 9-19. DOI: https://doi.org/10.17584/rcch.2013v7i1.2031
Pérez, I.B. (2019). Aportes de la biotecnología al mejoramiento del arroz en Ecuador. Revista Científica ECOCIENCIA, 6(5), 1-22. https://doi.org/10.21855/ecociencia.65.225
Pernía, B., Rojas-Tortolero, D., Sena, L., de Sisto, A., Inojosa, Y. y Naranjo, L. (2018). Phytotoxicity of pah, extra-heavy crude oil and its fractions in lactuca sativa: An integrated interpretation using a modified toxicity index. Revista Internacional de Contaminacion Ambiental, 34(1), 79-91. DOI: https://doi.org/10.20937/RICA.2018.34.01.07
Pernía, B., de Sousa, A., Reyes, R. y Castrillo, M. (2008). Biomarcadores de contaminación por cadmio en plantas. Interciencia, 33(2), 112-119.
Pozo, W., Sanfeliu, T. y Carrera, G. (2011). Metales pesados en humedales de arroz en la cuenca baja del río Guayas. MASKANA, 2(1), 17-30. DOI: https://doi.org/10.18537/mskn.02.01.02
Pramanik, K., Mitra, S., Sarkar, A. y Maiti, T. K. (2018). Alleviation of phytotoxic effects of cadmium on rice seedlings by cadmium resistant PGPR strain Enterobacter aerogenes MCC 3092. Journal of Hazardous Materials, 351, 317-329. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.03.009
Prieto, J., González, C., Román, A. y Prieto García, F. (2009). Contaminación y fitotoxicidad en plantas por metales pesados provenientes de suelos y agua. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 10(1), 29-44.
Ramírez, R., Subero, N., Sequera, O. y Parra, J. (2016). Contenido de cadmio en arroz (Oryza sativa L.) y en suelos fertilizados con fosfatos por un periodo entre 5 y 51 años. Revista de la Facultad de Agronomía, 41(1), 43-48.
Rodríguez-Serrano, M., Martínez-de la Casa, N., Romero-Puertas, M.C., del Río, L.A. y Sandalio, L.M. (2008). Toxicidad del Cadmio en Plantas. Ecosistemas, 17(3), 139-146.
Ronzan, M., Piacentini, D., Fattorini, L., Della Rovere, F., Eiche, E., Riemann, M., Altamura, M. M. y Falasca, G. (2018). Cadmium and arsenic affect root development in Oryza sativa L. negatively interacting with auxin. Environmental and Experimental Botany, 151, 64-75. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2018.04.008
Sanità di Toppi, L. y Gabbrielli, R. (1999). Response to cadmium in higher plants. Environmental and Experimental Botany, 41, 105-130. https://doi.org/10.1016/S0098-8472(98)00058-6
Vadillo, G., Suni, M. y Cano, A. (2004). Viabilidad y germinación de semillas de Puya raimondii Harms (Bromeliaceae). Revista Peruana de Biología, 11(1), 71-78. https://doi.org/10.15381/rpb.v11i1.2435.
Wang, X., Zhang, Z., Tu, S., Feng, W., Xu, F., Zhu, F., Zhang, D., Du, J., Yuan, S. y Lin, H. (2013). Comparative study of four rice cultivars with different levels of cadmium tolerance. Biologia, 68(1), 74-81. https://pubag.nal.usda.gov/catalog/101411 DOI: https://doi.org/10.2478/s11756-012-0125-7
Wilkins, D.A. (1978). The measurement of tolerance to edaphic factors by means of root growth. New Phytologist, 80(3), 623-633. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1978.tb01595.x
Zhang, J., Sun, W., Li, Z., Liang, Y. y Song, A. (2009). Cadmium fate and tolerance in rice cultivars. Agronomy for Sustainable Development, 29, 483-490. https://doi.org/10.1051/agro/2009008
Cómo citar
APA
ACM
ACS
ABNT
Chicago
Harvard
IEEE
MLA
Turabian
Vancouver
Descargar cita
CrossRef Cited-by
1. Matthew Andy Ortiz Conforme, Beatriz Pernia Santos, Ana Gabriela Mosquera Aspiazu, Amado Alejandro Gallardo Campoverde, Javier Landívar Vera. (2022). El cadmio y su efecto en el crecimiento de la caña de azúcar (Saccharum officinarum L.). Revista Científica y Tecnológica UPSE, 9(2), p.109. https://doi.org/10.26423/rctu.v9i2.714.
Dimensions
PlumX
Visitas a la página del resumen del artículo
Descargas
Licencia
Derechos de autor 2021 Acta Agronómica
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Política sobre Derechos de autor:Los autores que publican en la revista se acogen al código de licencia creative commons 4.0 de atribución, no comercial, sin derivados.
Es decir, que aún siendo la Revista Acta Agronómica de acceso libre, los usuarios pueden descargar la información contenida en ella, pero deben darle atribución o reconocimiento de propiedad intelectual, deben usarlo tal como está, sin derivación alguna y no debe ser usado con fines comerciales.
