ROS-Scavenging Enzymes as an Antioxidant Response to High Concentration of Anthracene in the Liverwort Marchantia polymorpha L.

Autores
Spinedi, Nahuel; Storb Guzman, Romina; Aranda, Elisabet; Romani, Facundo Alihuen; Svriz, Maya; Varela, Santiago Agustín; Moreno, Javier Edgardo; Fracchia, Sebastian; Cabrera, Juan Manuel; Batista García, Ramón Alberto; de León, Inés Ponce; Scervino, Jose Martin
Año de publicación
2021
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Marchantia polymorpha L. responds to environmental changes using a myriad set of physiological responses, some unique to the lineage related to the lack of a vascular-and root-system. This study investigates the physiological response of M. polymorpha to high doses of anthracene analysing the antioxidant enzymes and their relationship with the photosynthetic processes, as well as their transcriptomic response. We found an anthracene dose-dependent response reducing plant biomass and associated to an alteration of the ultrastructure of a 23.6% of chloroplasts. Despite a reduction in total thallus-chlorophyll of 31.6% of Chl a and 38.4% of Chl b, this was not accompanied by a significant change in the net photosynthesis rate and maximum quantum efficiency (Fv/Fm). However, we found an increase in the activity of main ROS-detoxifying enzymes of 34.09% of peroxidase and 692% of ascorbate peroxidase, supported at transcriptional level with the upregulation of ROS-related detoxifying responses. Finally, we found that M. polymorpha tolerated anthracene-stress under the lowest concentration used and can suffer physiological alterations under higher concentrations tested related to the accumulation of anthracene within plant tissues. Our results show that M. polymorpha under PAH stress condition activated two complementary physiological responses including the activation of antioxidant mechanisms and the accumulation of the pollutant within plant tissues to mitigate the damage to the photosynthetic apparatus.
Fil: Spinedi, Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina
Fil: Storb Guzman, Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina
Fil: Aranda, Elisabet. Universidad de Granada; España
Fil: Romani, Facundo Alihuen. University of Cambridge; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina
Fil: Svriz, Maya. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. - Universidad Nacional de Rio Negro. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural; Argentina
Fil: Varela, Santiago Agustín. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; Argentina
Fil: Moreno, Javier Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina
Fil: Fracchia, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de Catamarca. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Provincia de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja; Argentina
Fil: Cabrera, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina
Fil: Batista García, Ramón Alberto. Universidad Autónoma del Estado de Morelos; México
Fil: de León, Inés Ponce. Instituto de Investigaciones Biológicas "Clemente Estable"; Uruguay
Fil: Scervino, Jose Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina
Materia
AN-THRACENE
ANTIOXIDANT ENZYMES
LIVERWORT
PEROXIDASES
PHOTOSYNTHESIS
POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS
RNA-SEQUENCING
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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We found an anthracene dose-dependent response reducing plant biomass and associated to an alteration of the ultrastructure of a 23.6% of chloroplasts. Despite a reduction in total thallus-chlorophyll of 31.6% of Chl a and 38.4% of Chl b, this was not accompanied by a significant change in the net photosynthesis rate and maximum quantum efficiency (Fv/Fm). However, we found an increase in the activity of main ROS-detoxifying enzymes of 34.09% of peroxidase and 692% of ascorbate peroxidase, supported at transcriptional level with the upregulation of ROS-related detoxifying responses. Finally, we found that M. polymorpha tolerated anthracene-stress under the lowest concentration used and can suffer physiological alterations under higher concentrations tested related to the accumulation of anthracene within plant tissues. Our results show that M. polymorpha under PAH stress condition activated two complementary physiological responses including the activation of antioxidant mechanisms and the accumulation of the pollutant within plant tissues to mitigate the damage to the photosynthetic apparatus.Fil: Spinedi, Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; ArgentinaFil: Storb Guzman, Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; ArgentinaFil: Aranda, Elisabet. Universidad de Granada; EspañaFil: Romani, Facundo Alihuen. University of Cambridge; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Svriz, Maya. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. - Universidad Nacional de Rio Negro. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural; ArgentinaFil: Varela, Santiago Agustín. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; ArgentinaFil: Moreno, Javier Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Fracchia, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Universidad Nacional de Catamarca. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Secretaría de Industria y Minería. Servicio Geológico Minero Argentino. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja. - Provincia de La Rioja. Centro Regional de Investigaciones Científicas y Transferencia Tecnológica de La Rioja; ArgentinaFil: Cabrera, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; ArgentinaFil: Batista García, Ramón Alberto. Universidad Autónoma del Estado de Morelos; MéxicoFil: de León, Inés Ponce. Instituto de Investigaciones Biológicas "Clemente Estable"; UruguayFil: Scervino, Jose Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. 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Fil: Spinedi, Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina
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