Tolerance to Cadmium of Agave lechuguilla (Agavaceae) Seeds and Seedlings from Sites Contaminated with Heavy Metals

Abstract

We investigated if seeds of Agave lechuguilla from contaminated sites with heavy metals were more tolerant to Cd ions than seeds from noncontaminated sites. Seeds from a highly contaminated site (Villa de la Paz) and from a noncontaminated site (Villa de Zaragoza) were evaluated. We tested the effect of Cd concentrations on several ecophysiological, morphological, genetical, and anatomical responses. Seed viability, seed germination, seedling biomass, and radicle length were higher for the non-polluted site than for the contaminated one. The leaves of seedlings from the contaminated place had more cadmium and showed peaks attributed to chemical functional groups such as amines, amides, carboxyl, and alkenes that tended to disappear due to increasing the concentration of cadmium than those from Villa de Zaragoza. Malformed cells in the parenchyma surrounding the vascular bundles were found in seedlings grown with Cd from both sites. The leaves from the contaminated place showed a higher metallothioneins expression in seedlings from the control group than that of seedlings at different Cd concentrations. Most of our results fitted into the hypothesis that plants from metal-contaminated places do not tolerate more pollution, because of the accumulative effect that cadmium might have on them.

Cadmio: Biacumulación y efecto en el desarrollo vegetativo de haba (Vicia faba L.) como propuesta de bioensayo

“…El oscurecimiento y engrosamiento de las raíces por efecto de la contaminación por metales es una sintomatología que se ha reportado en otras investigaciones (Pedrosa et al, 2011). Se cree que esta sintomatología podría justificar de alguna forma, la menor producción de biomasa, ya que el Cd también interfiere en la captura, transporte y uso de varios micronutrientes como el Fe, Mn y Zn (Mendez-Hurtado et al, 2013). La toxicidad resultado como resultado de la unión de los iones metálicos a grupos sulfhidrilos de las proteínas generando una inhibición de la actividad o la alteración de la estructura o el desplazamiento de un elemento esencial generándose una deficiencia en las plantas (van Assche y Clijsters, 1990), esto generaría un menor crecimiento, aunado a esto, se sabe que el Cd, puede llegar a sustituir el átomo de Mg, que forma parte de la molécula de clorofila, trayendo como consecuencia una disminución en la actividad fotosintética afectando la producción de biomasa de las plantas expuestas al contaminante (He et al, 2008).…”

Análisis in vitro de la acumulación de metales pesados en plantas de la familia Asparagaceae tolerantes a la baja disponibilidad de agua

“…Generalmente metales como Cd, Cr y Pb se acumulan fundamentalmente en raíces y metales como Cu, Fe, Mn y Zn en la parte aérea de las plantas (Fernández et al, 2018). El cadmio fue estudiado en Agave Cd ingresa a las plantas a través de una vía simplástica y llega al xilema (Méndez-Hurtado et al, 2013).…”

Tolerancia de Agave tequilana a altas concentraciones de cationes metálicos divalentes.

“…Por su relación evolutiva, ambas especies podrían tener mecanismos de tolerancia similares. Sin embargo, la alta tolerancia aquí observada de A. tequilana frente al Cd no fue observada en estudios realizados en plántulas recién germinadas de A. lechuguilla (Méndez-Hurtado et al, 2013), sugiriendo que A. tequilana podría tener mecanismos particulares dentro del género que le permiten absorber, acumular y tolerar altas concentraciones de este y otros metales. Alternativamente la mayor susceptibilidad observada en A. lechuguilla podría deberse a que se utilizaron plántulas recién germinadas que podrían no tener expresados los mecanismos de tolerancia.…”