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

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

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