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African Crop Science Journal
African Crop Science Society
ISSN: 1021-9730
EISSN: 2072-6589
Vol. 20, No. 1, 2012, pp. 17-29
Bioline Code: cs12002
Full paper language: English
Document type: Research Article
Document available free of charge

African Crop Science Journal, Vol. 20, No. 1, 2012, pp. 17-29

 en Induction of oxidative stress and antioxidative mechanisms in hyacinth bean under zinc stress
D’Souza, R. Myrene & Devaraj, V.R.


Zinc toxicity to plants occurs in soils contaminated by mining and smelting activities, in agricultural soils treated with sewage sludge, and in urban and peri-urban soils enriched by anthropogenic inputs of Zn. Zinc-induced stress in Hyacinth bean ( Lablab purpureus check for this species in other resources ) was investigated by growing seedlings in hydroponics, supplemented with Zinc (0-600 µM), under controlled growth conditions. Changes in growth parameters, enzyme activities and other stress response factors, as a function of Zn uptake are directly or indirectly related to the cellular free radical scavenging systems. These parameters were studied in 10-day old Lablab seedlings over 72 h of exposure. Relative to leaves, roots accumulated ~12-fold higher amounts of Zn. Oxidative stress markers, H2O2, malondialdehyde, ascorbate, proline, soluble sugars, putrescine and spermidine were elevated in both tissues, whereas, glutathione and spermine levels showed a steady decline. Total phenol increased in roots, but decreased in leaves. Zn-stress enhanced antioxidant enzymes, guaiacol peroxidase, glutathione reductase, and polyphenol oxidase in concentration and time dependent manner in leaves, but showed an inverse relationship in roots. Catalase decreased in both leaves and roots. Metabolic enzymes β-amylase and acid phosphatase increased in both tissues. Invertase increased in leaves but declined drastically in roots. The results suggest that primary antioxidative response originates in leaves of Lablab, while roots are involved in direct uptake of heavy metals and are not adept in extrusion. Also, lower concentrations of Zn (up to 100 µM) stimulate growth of Lablab, but higher concentrations proved detrimental to the plant.

Lablab purpureus, Malondialdehyde, Polyamines

D’Souza, R. Myrene & Devaraj, V.R.


Les effets toxiques du Zinc aux cultures se produit dans des sols contaminés par des activités d’exploitation et extraction, dans des sols avec dépots d’égouts, et en sols urbains et peri-urbains enrichis en depots anthropogéniques riches en Zn. Une recherche sur le stress dû au zinc était effectuée sur des plantules du Hyacinth ( Lablab purpureus check for this species in other resources ) en conditions hydroponiques avec supplément du Zinc (0-600 mM) en conditions de croissance controllée. Les changements des paramètres de croissance, des activités enzymatiques et autres facteurs de réaction au stress, par suite de l’importation du Zinc sont directement ou indirectement en rapport avec des systèmes radicaux cellulaires de fouille libre. Ces paramètres étaient étudiés sur des plantules de Lablab de 10 jours exposées pendant 72 heures. En comparaison avec les feuilles, les raciness ont accumulé 12 fois plus le contenu en Zn. Les marqueurs oxydatifs de stress, H2O2, la malondialdehyde, l’ascorbate, la proline, les sucres solubles, la putrescine et la spermidine étaient élevés dans les tissus, alors que les niveaux de la glutathione et la spermine ont montré une baisse continue. Le phenol total a augmenté dans les raciness, mais décru dans les feuilles. Le stress dû au Zinc a accru la concentration d’enzymes antioxydants, le peroxidase guaiacol, le reductase glutathione, et l’oxidase polyphenol dans les feuilles, mais a montré une relation inverse dans les racines. Par ailleurs, le catalase a décru dans les feuilles et racines. Les enzymes métaboliques b-amylase et le phosphatase acide ont augmenté dans les tissus, tandis que l’invertase a augmenté dans les feuilles et décru drastiquement dans les racines. Les résultats ont suggéré que la réaction antioxydante primaire provient des feuilles de Lablab, pendant que les racines sont impliquées dans des exportations directes des métaux lourds et ne sont pas sujettes à l’ extrusion. Aussi, des plus basses concentrations du Zn (jusqu’100mM) ont stimulé la croissance du lablab pendant que des concentrations les plus élevées ont induit des effets nuisibles à la proline de la plante.

Mots Clés
Lablab purpureus, Malondialdehyde, Polyamines

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