Effect of Cadmium on Growth and Some Parameters of Oxidative Stress in Seedling Stage of Two Durum Wheat (Triticum durum) Genotypes

Year 2016, Volume: 26 Issue: 4, 594 - 602, 31.12.2016

Somayeh Mohammadı Alireza Pourmohammad , Ezotollah Esfandıarı Seyed Bahman Mousavı

Abstract

Seedlings of two durum
wheat (Triticum durum L.) genotypes, sensitive and tolerant to cadmium,
were treated at 3 to 4 leaves stage. The enzymic activities of catalase
glutathione s-transferase (GST) and guaiacol peroxidase (GPX) in the case of
sensitive genotype significantly increased compared to the control. The
activity level of catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX), however, did
not show a significant change.  Moreover,
the enzymic activity of GPX, GST, CAT and also APX, in the case of cadmium
utilization had not a significant change compared to the control. It is argued
that the sum of activities of hydrogen peroxide (H₂O₂)-scavenging
enzymes helped control of the amount of the pernicious compound (H₂O₂)
at tolerant genotype. Cadmium stress led to the significant increase of
malondialdehyde (MDA) in both durum wheat genotypes, although membrane damage
and lipid peroxidation were more severe with regard to sensitive genotype. It
follows that the augmentation of H₂O₂ and the drop in GST
activity substantiate further increase in the amount of MDA in sensitive
genotype. It is concluded that the activity of H₂O₂ scavenging
enzymes and that of GST enzyme have a crucial role in detoxifying toxic
compounds leading to more resistance against salt stress.

Keywords

Antioxidant enzymes, Cadmium, Defense mechanisms, Dry weight, Hydrogen peroxide

Kadmiyumun Fide Aşamasındaki İki Makarnalık Buğday (Triticum durum) Genotipinin Büyüme ve Bazı Oksidatif Stres Parametrelerine Etkisi

Abstract

Kadmiyuma duyarlı ve tolerant iki makarnalık buğday
(Triticum durum L.) genotipinin
fideleri 3 ila 4 yapraklı aşamada uygulmaya maruz bırakılmıştır. Duyarlı genotipte katalaz glutatyon s-transferaz
(GST) ve guaiacol peroksidaz (GPX) enzim aktiviteleri kontrol grubuna göre
anlamlı olarak artmıştır. Bununla birlikte, katalaz
(CAT) ve askorbat peroksidaz (APX) aktivite seviyelerinde önemli bir değişiklik
gözlenmemiştir. Ek olarak, kadmiyum
kullanımı durumunda, GPX, GST, CAT ve ayrıca APX'in enzimatik aktivitesi,
kontrol ile karşılaştırıldığında önemli bir değişiklik göstermemiştir. Hidrojen peroksit (H₂O₂)
temizleyici enzimlerinin toplam aktivitelerinin tolerant genotipte zararlı
bileşim (H₂O₂) miktarının kontrol edilmesine yardımcı
olduğu ileri sürülmektedir. Kadmiyum stresi, her iki buğday genotipinde malondialdehit (MDA) 'nın
belirgin bir şekilde artmasına yol açmış; buna karşın membran hasarı ve lipit
peroksidasyonu hassas genotip açısından daha şiddetli bulunmuştur. H₂O₂ temizleyici enzimlerinin
artması ve GST aktivitesindeki düşüş, hassas genotipteki MDA miktarında daha
fazla artışa yol açmıştır. H₂O₂ temizleyici enzimlerin ve
toksik bileşiklerin detoksifikasyonunda önemli bir rolü olan GST enziminin
aktivitesinin,  tuz stresine karşı daha fazla
dayanıklılık sağladığı sonucuna varılmıştır.

Keywords

Antioksidan enzimler, Kadmiyum, Savunma mekanizmaları, Kuru ağırlık, Hidrojen peroksit

References

• Zarkovic, N. (2003) 4-Hydroxynonenal as a bioactive marker of pathophysiological processes. Molecular Aspects of Medicine 24(4-5): 281-291.