Sensitivity of physiological and biochemical endpoints in early ontogenetic stages of crops under diclofenac and paracetamol treatments

ZEZULKA, Štěpán, Marie KUMMEROVÁ, Petr BABULA, Markéta HÁJKOVÁ a Michal ORAVEC. Sensitivity of physiological and biochemical endpoints in early ontogenetic stages of crops under diclofenac and paracetamol treatments. Environmental Science and Pollution Research. Heidelberg: Springer Heidelberg, 2019, roč. 26, č. 4, s. 3965-3979. ISSN 0944-1344. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1007/s11356-018-3930-x.

Základní údaje

• Originální název: Sensitivity of physiological and biochemical endpoints in early ontogenetic stages of crops under diclofenac and paracetamol treatments
• Název česky: Citlivost fyziologických a biochemických ukazatelů v raných vývojových stádiích plodin při zatížení diklofenakem a paracetamolem
• Autoři: ZEZULKA, Štěpán (203 Česká republika, garant, domácí), Marie KUMMEROVÁ (203 Česká republika, domácí), Petr BABULA (203 Česká republika, domácí), Markéta HÁJKOVÁ (203 Česká republika, domácí) a Michal ORAVEC (203 Česká republika).
• Vydání: Environmental Science and Pollution Research, Heidelberg, Springer Heidelberg, 2019, 0944-1344.

Další údaje

• Originální jazyk: angličtina
• Typ výsledku: Článek v odborném periodiku
• Obor: 10611 Plant sciences, botany
• Stát vydavatele: Česká republika
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• WWW: URL
• Impakt faktor: Impact factor: 3.056
• Kód RIV: RIV/00216224:14310/19:00107279
• Organizační jednotka: Přírodovědecká fakulta
• Doi: http://dx.doi.org/10.1007/s11356-018-3930-x
• UT WoS: 000457726700076
• Klíčová slova česky: Nesteroidní protizánětlivé léky; plodiny; růst; obsah léčiv; oxidativní stres
• Klíčová slova anglicky: Nonsteroidal anti-inflammatory drugs; Crop plants; Growth; Content of pharmaceuticals; Oxidative stress
• Štítky: 14110515, podil, rivok
• Příznaky: Mezinárodní význam, Recenzováno

Anotace

Early stages of ontogenesis determining subsequent growth, development, and productivity of crops can be affected by wastewater and sludge contaminated with pharmaceuticals. Diclofenac (DCF) and paracetamol (PCT; both 0.0001 to 10mg/L) did not affect seed germination and primary root length of onion, lettuce, pea, and tomato. Conversely, 20-day-old pea and maize plants exhibited decrease in biomass production, leaf area (by approx. 40% in pea and 70% in maize under 10mg/L DCF), or content of photosynthetic pigments (by 10% and 60% under 10mg/L PCT). Quantum yields of photosystem II were reduced only in maize (FV/FM and Phi(II) by more than 40% under 10mg/L of both pharmaceuticals). Contents of H2O2 and superoxide increased in roots of both species (more than four times under 10mg/L PCT in pea). Activities of antioxidant enzymes were elevated in pea under DCF treatments, but decreased in maize under both pharmaceuticals. Oxidative injury of root cells expressed as lowered oxidoreductase activity (MTT assay, by 40% in pea and 80% in maize) and increase in malondialdehyde content (by 60% and 100%) together with the membrane integrity disruption (higher Evans Blue accumulation, by 100% in pea and 300% in maize) confirmed higher sensitivity of maize as a C4 monocot plant to both pharmaceuticals.

Anotace česky

Raná vývojová stádia určující následný růst, vývoj a produktivitu plodin mohou být ovlivněna odpadní vodou a kaly kontaminovanými léčivy. Diklofenak (DCF) a paracetamol (PCT; 0.0001 až 10mg/L) neovlivnily klíčivost semen ani délku primárního kořene u cibule, salátu, hrachu a rajčete. Naopak, dvacetidenní rostliny hrachu a kukuřice vykázaly pokles v produkci biomasy, listové ploše (o cca. 40% hrachu a 70% u kukuřice při 10mg/L DCF), nebo obsahu fotosyntetických pigmentů (o 10% a 60% při 10mg/L PCT). Kvantové výtežky fotosystému II byly redukovány jen u kukuřice (FV/FM a Phi(II) o více než 40% při 10mg/L obou léčiv). Obsahy H2O2 a superoxidu se zvýšily v kořenech obou druhů (více než čtyřnásobně při 10mg/L PCT u hrachu). Aktivity antioxidačních enzymů byly u hrachu zvýšené při zatížení DCF, ale u kukuřice poklesly pod vlivem obou léčiv. Oxidativní poškození buněk kořenů vyjádřené jako snížení oxidoreduktázové aktivity (MTT test, o 40% u hrachu a 80% u kukuřice) a zvýšení obsahu malondialdehydu (o 60% a 100%) spolu s narušením integrity membrán (vyšší akumulace Evansovy modři, o 100% u hrachu a 300% u kukuřice) potvrdily vyšší citlivost kukuřice jako jednoděložné C4 rostliny k oběma léčivům.

Návaznosti

• GF17-33746L, projekt VaV: Název: Léčiva v životním prostředí a interakce s rostlinami (Akronym: Léčiva a rostliny)

Investor: Grantová agentura ČR, Léčiva v životním prostředí a interakce s rostlinami