Estudio de la absorción y transporte de Cu(II) en la planta micorrizada Tagetes erecta L. (cempasúchil): implicaciones para la fitorremediación

Abstract

Excessive use of fertilizers and other anthropogenic activities have gradually accumulated micronutrients such as copper (Cu) in soils. Phytoremediation is an environmental biotechnology that Seeks to remediate pollution caused by bioaccumulative inorganic toxins like Cu. It is known that symbiotic mycorrhizal associations can increase the uptake and delivery of low mobility macro and micronutrients, to the host plant because they solubilize nutrients and increase their exploration area. To analyze the effect of mycorrhizae on the phytoaccumulation of Cu, we studied their ability to solubilize Cu (II) and enhance its absorption by Tagetes erecta L. (marigold) colonized with the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Glomus intraradices. Plants were grown for 9 weeks in a growth chamber under controlled conditions of temperature, relative humidity and photoperiod. Cu was added in the insoluble form of CuO to simulate the insoluble Cu-O bonded species in soil. The biotic and abiotic parameters of colonization, foliar area, biomass, pH of leachates and plant biometrics were determined as functions of the Cu concentration that was measured in the roots, shoots and lixiviates by FAAS. Using the r/K model, based in systems biology- and population dynamics-, is proposed that satisfactorily explains the plant Cu concentration (C p ) versus soil Cu concentrations (C s ) ecophysiological response curves for the root, shoot, and whole plant, in both systems T. erecta mycorrhized and non mycorrhized. The results of Cu absorption showed that colonized plants accumulated more Cu in the roots and all plants displayed the typical behavior of Cu excluders. In mycorrhizal plants, it appears that G. intraradices increases plant tolerance to Cu (II). The evaluation of the colonization of roots inoculated with G. intraradices showed that for increasing concentration of Cu in the substrate, a proliferation of vesicles developed.

El uso excesivo de fertilizantes y otras actividades antropogénicas han acumulado micronutrientes, como el cobre (Cu) en el suelo. La fitorremediación es una biotecnología ambiental que ayuda a remediar la contaminación ocasionada por elementos tóxicos como el Cu. Se sabe que las asociaciones micorrízicas incrementan la absorción y transporte de macro y micronutrientes de baja movilidad, a la planta hospedera, además que solubilizan fosfatos y aumentan el área de exploración. Para analizar el efecto de la micorriza en la fitoacumulación de Cu se estudió su capacidad de solubilizar Cu (II) y mejorar su absorción en Tagetes erecta L. (cempasúchil) colonizado con el hongo micorrízico arbuscular (HMA) Glomus intraradices. T. erecta se desarrolló por 9 semanas en una cámara de crecimiento bajo condiciones controladas de temperatura, humedad relativa y fotoperiodo. El Cu se agregó en la forma insoluble de CuO, para simular las uniones Cu-O en el suelo. Se determinaron las variables de respuesta: colonización, área foliar, biomasa, pH de lixiviados y parámetros biométricos, en función de la concentración de Cu en raíces, brotes y lixiviados medidas por FAAS. El modelo r/K, basado en biología de sistemas- y dinámica de población- propuesto, explica las curvas de respuesta ecofisiológica: perfiles de concentración de raíces, brotes y planta completa, en T. erecta con y sin micorriza. Los resultados de absorción de Cu en T. erecta mostraron las micorrizadas acumularon más Cu en raíces, además T. erecta mostró un comportamiento típico de la planta exclusora de metal. En T.erecta micorrizada, G. intraradices aumentó su tolerancia al Cu (II). El análisis de la colonización de las raíces de T. erecta micorrizada mostró que, al incremento en la concentración de Cu en el sustrato, se generó una abundante cantidad de vesículas.