Chlorophyll a Fluorescence as a Probe of Heavy Metal Ion Toxicity in Plants

Joshi, Manoj K.; Mohanty, Prasanna

doi:10.1007/978-1-4020-3218-9_25

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“…Notou-se também que apenas nesse período a razão Fr/FFr foi similar para todas as doses de Zn adicionadas. Isso pode sugerir um forte e brusco estresse pelo Zn iniciado na dose 300 µmol L -1 e que se A baixa tolerância das plantas à toxicidade por elementos-traço pode reduzir os teores de clorofilas e carotenoides (Joshi & Mohanty, 2004;Maurya et al, 2008;Shi & Cai, 2009). Assim, pode-se mais uma vez inferir a tolerância da mamona à toxicidade de Zn, visto que os pigmentos avaliados são importantes indicadores de alterações fotossintéticas.…”

Section: Resultsunclassified

“…Essa fluorescência pode ser uma ferramenta potencial para avaliar a contaminação em ecossistemas causada por metais pesados em plantas, pois consegue detectar alterações no aparato fotossintético (Corcoll et al, 2011;. Essa técnica é não invasiva e pode revelar alterações nas membranas dos cloroplastos resultantes do funcionamento anormal do aparato bioquímico (Joshi & Mohanty, 2004).…”

Section: Introductionunclassified

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Tolerância de mamona a zinco avaliada por fluorescência de clorofila e nutrição das plantas

Marques

Nascimento

2014

Rev. Bras. Ciênc. Solo

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A medida da fluorescência de clorofila pode ser uma ferramenta útil para detectar alterações no aparato fotossintético das plantas. Considerando que a detecção precoce da contaminação de zinco em plantas é essencial para o monitoramento ambiental, este trabalho objetivou avaliar o estresse causado por esse nutriente em plantas de mamona (Ricinus communis), utilizando a técnica da fluorescência de clorofila. As alterações provocadas pelo Zn nos pigmentos fotossintéticos e na composição mineral das plantas foram também estudadas. Plantas de mamona foram cultivadas durante 28 dias em solução nutritiva com cinco doses de Zn (100, 200, 300, 400 e 600 µmol L -1 ), além de um controle contendo 0,380 µmol L -1 do elemento. A fluorescência de clorofila detectou alterações temporais promovidas pelo acúmulo de Zn nas plantas e evidenciou-se útil na detecção precoce da toxicidade do elemento em plantas de mamona. Apesar do declínio no seu estado nutricional, a mamona apresentou relativa tolerância à toxicidade a doses elevadas de Zn, indicando ser essa espécie uma alternativa atraente para revegetação ou remediação de áreas contaminadas.Termos de indexação: Ricinus communis, elemento-traço, poluição do solo, fotossíntese.

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Section: Resultsunclassified

Section: Introductionunclassified

Tolerância de mamona a zinco avaliada por fluorescência de clorofila e nutrição das plantas

Marques

Nascimento

2014

Rev. Bras. Ciênc. Solo

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“…The sources of cadmium in the environment are phosphate fertilizers as well as contamination from industry, mining and petrol vehicles exhaust emissions (Joshi and Mohanty 2004). Cadmium inhibits photosynthesis, interferes with chlorophyll biosynthesis and degradation and affects many other photosynthetic processes (Joshi and Mohanty 2004).…”

mentioning

confidence: 99%

“…The source of lead in soil and plants mainly originates in emissions from coal-fired power plants and from different industrial processes (Joshi and Mohanty 2004). Lead negatively affects photosynthesis (Moustakas et al 1994).…”

mentioning

confidence: 99%

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Photosystem II of barley seedlings under cadmium and lead stress

Kalaji¹,

Loboda²

2007

Plant Soil Environ.

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Chlorophyll a fluorescence measurements were carried out on two barley (Hordeum vulgare L.) cultivars Arabi Abiad and Arabi Aswad at 8 and 14 days after emergence to identify their early tolerance mechanism for heavy metals (25 and 50µM of cadmium and lead). Transient fluorescence curves (OJIP curves) and energy flux models showed different specific reactions of photosystem II (PSII) of each cultivar to each type of stress. After 7 days of lead stress application plants of cv. A. Aswad showed weaker I and P peaks on the OJIP curve than control plants, and the appearance of a new K step; parameters of phenomenological energy fluxes for cv. A. Abiad were similar to those for control plants and only some silent reaction centers appeared. Generally, parameters of energy fluxes within PSII were directly shifted shortly (24 h) after the application of both heavy metals, especially in the case of plants grown under cadmium treatment. This suggests that these parameters could be good indicators for monitoring of these two pollutants in the environment at early stages of plant development.

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Ultrasensitive Detection of Heavy Metal Ions with Scalable Singular Phase Thin Film Optical Coatings

Rao

Sreekanth

Sreejith

et al. 2022

Advanced Optical Materials

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Identification of spectroscopically silent heavy‐metal ions in environmental and bio‐analytical samples has gained immense importance. Lowering the limit of detection of these ions at low concentrations is crucial for biomedicine and food safety applications. Optical chemical sensors have shown great potential in improving the sensing solutions for heavy‐metal ions because of their fast and label‐free detection capabilities. However, achieving high sensitivity without compromising on scalability and simplicity is challenging. Here, we experimentally demonstrate the detection of heavy metal ions at ultralow concentrations using lithography‐free scalable thin film optical coatings that show singular behavior of phase of light at the point‐of‐darkness. Since the phase‐sensitive optical techniques have shown superior sensitivity over traditional sensing techniques based on spectroscopy, we use this extreme phase change to detect zinc ions concentration down to femtomolar. In particular, it allows us to monitor very small changes in refractive index due to the real‐time binding of zinc ions on a poly (lactic‐co‐glycolic acid) functionalized sensor surface. This cost‐effective extreme sensitivity sensing platform can be used for the label‐free detection of various heavy metal ions by properly functionalizing the sensor surface.

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Chlorophyll a Fluorescence as a Probe of Heavy Metal Ion Toxicity in Plants

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Tolerância de mamona a zinco avaliada por fluorescência de clorofila e nutrição das plantas

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Photosystem II of barley seedlings under cadmium and lead stress

Ultrasensitive Detection of Heavy Metal Ions with Scalable Singular Phase Thin Film Optical Coatings

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