MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ TÍCH LŨY CÁC NGUYÊN TỐ TRONG RỄ VÀ QUẢ CÂY HỒ TIÊU (Piper nigrum L.) DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC DẠNG ASEN

Lưu Đức Phương; Đoàn Duy Tiên; Bùi Thị Hồng Mơ; Quản Cẩm Thúy; Vũ Xuân Thủy; Bùi Quang Minh

doi:10.34238/tnu-jst.12210

MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ TÍCH LŨY CÁC NGUYÊN TỐ TRONG RỄ VÀ QUẢ CÂY HỒ TIÊU (Piper nigrum L.) DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC DẠNG ASEN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 05/03/25 Ngày hoàn thiện: 11/04/25 Ngày đăng: 12/04/25

Các tác giả

1. Lưu Đức Phương , Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
2. Đoàn Duy Tiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3. Bùi Thị Hồng Mơ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
4. Quản Cẩm Thúy, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì
5. Vũ Xuân Thủy, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
6. Bùi Quang Minh, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển công nghệ cao - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tóm tắt

Sự ô nhiễm dạng asen trong đất nông nghiệp đe dọa sự sinh trưởng của cây trồng và an toàn thực phẩm, nhưng tác động của nó đến quá trình tích lũy dinh dưỡng trong cây vẫn chưa được hiểu rõ. Nghiên cứu này đánh giá sự tích lũy, vận chuyển và mối tương quan giữa các nguyên tố thiết yếu trong rễ và quả cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) dưới ảnh hưởng của arsenite, arsenate, monomethylarsonic acid và dimethylarsinic acid. Sau mười tháng, rễ và quả được phân tích bằng quang phổ khối plasma cảm ứng. Các phân tích thống kê, bao gồm phân tích phương sai, mô hình tuyến tính hỗn hợp và tương quan Pearson, được áp dụng để đánh giá sự thay đổi dinh dưỡng do dạng asen gây ra. Kết quả cho thấy stress do dạng asen ảnh hưởng đáng kể đến sự hấp thu và vận chuyển Zn, Cd, K, Ca và Cu, với rễ giữ lại hàm lượng cao hơn từ 2,5 đến 7,3 lần so với quả. Tỷ lệ Fe/Mn trong rễ (143,87) cao hơn đáng kể so với quả (2,06, p < 0,001), trong khi K có xu hướng ưu tiên vận chuyển lên quả (tỷ lệ rễ/quả = 0,45). Mối tương quan chặt chẽ giữa Mg và P (r = 0,78, p < 0,05) được quan sát trong rễ, trong khi Mg và Cu duy trì mối quan hệ ổn định trong quả (r = 0,64, p < 0,05). Những phát hiện này nhấn mạnh vai trò của asen trong điều hòa dinh dưỡng thông qua cơ chế giữ ion chọn lọc và vận chuyển nguyên tố, cung cấp thông tin quan trọng cho việc đánh giá rủi ro và đề xuất các chiến lược giảm thiểu ô nhiễm trong môi trường trồng trọt.

Từ khóa

Stress do dạng asen; Tích lũy dinh dưỡng; Vận chuyển kim loại; Cây hồ tiêu; Phân tích ICP-MS

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] Kiran, R. Bharti, and R. Sharma, "Effect of heavy metals: An overview," Materials Today: Proceedings, vol. 51, pp. 880-885, 2022.

[2] L. D. B. Suriyagoda, K. Dittert, and H. Lambers, "Mechanism of arsenic uptake, translocation and plant resistance to adccumulate arsenic in rice grains," Agriculture, Ecosystems & Environment, vol. 253, pp. 23-37, 2018.

[3] P. Kumarathilaka, S. Seneweera, Y. S. Ok, A. A. Meharg, and J. Bundschuh, "Mitigation of arsenic accumulation in rice: An agronomical, physico-chemical, and biological approach – A critical review," Critical Reviews in Environmental Science and Technology, vol. 50, no. 1, pp. 31-71, 2020.

[4] S. Mitsunobu, M. Toda, N. Hamamura, F. Shiraishi, Y. Tominaga, and M. Sakata, "Millimeter-scale topsoil layer blocks arsenic migration in flooded paddy soil," Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 274, pp. 211-227, 2020.

[5] T. Sarwar, S. Khan, S. Muhammad, and S. Amin, "Arsenic speciation, mechanisms, and factors affecting rice uptake and potential human health risk: A systematic review," Environmental Technology & Innovation, vol. 22, 2021, Art. no. 101392.

[6] K. Straif, L. Benbrahim-Tallaa, R. Baan, Y. Grosse, B. Secretan, F. E. Ghissassi, V. Bouvard, N. Guha, C. Freeman, and L. Galichet, "A review of human carcinogens—part C: metals, arsenic, dusts, and fibres," The Lancet Oncology, vol. 10, no. 5, pp. 453-454, 2009.

[7] IARC, "Arsenic, Metals, Fibres and Dusts," IARC Monographs, vol. 100C, no. 1, p. 219, 2012.

[8] A. S. Bali and G. P. S. Sidhu, "Arsenic acquisition, toxicity and tolerance in plants - From physiology to remediation: A review," Chemosphere, vol. 283, 2021, Art. no. 131050.

[9] C. Spence, "The king of spices: On pepper's pungent pleasure," International Journal of Gastronomy and Food Science, vol. 35, 2024, Art. no. 100900.

[10] J. A. Baig, S. Bhatti, T. G. Kazi, and H. I. Afridi, "Evaluation of Arsenic, Cadmium, Nickel and Lead in Common Spices in Pakistan," Biological Trace Element Research, vol. 187, no. 2, pp. 586-595, 2019.

[11] M. A. Aziz, M. Adnan, A. H. Khan, A. A. Shahat, M. S. Al-Said, and R. Ullah, "Traditional uses of medicinal plants practiced by the indigenous communities at Mohmand Agency, FATA, Pakistan," Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine, vol. 14, no. 1, 2018, Art. no. 2.

[12] V. Angelova, K. Ivanov, and R. Ivanova, "Heavy Metal Content in Plants from Family Lamiaceae Cultivated in an Industrially Polluted Region," Journal of Herbs, Spices & Medicinal Plants, vol. 11, no. 4, pp. 37-46, 2006.

[13] S. Mondal, K. Pramanik, S. K. Ghosh, P. Pal, P. K. Ghosh, A. Ghosh, and T. K. Maiti, "Molecular insight into arsenic uptake, transport, phytotoxicity, and defense responses in plants: a critical review," Planta, vol. 255, no. 4, 2022, Art. no. 87.

[14] Y.-J. Peng, C.-Y. Hu, W. Li, Z.-H. Dai, C.-J. Liu, and L. Q. Ma, "Arsenic induced plant growth by increasing its nutrient uptake in As-hyperaccumulator Pteris vittata: Comparison of arsenate and arsenite," Environmental Pollution, vol. 322, pp. 121168, 2023.

[15] M. Q. Bui, T. C. Quan, Q. T. Nguyen, T.-T. Tran-Lam, and Y. H. Dao, "Geographical origin traceability of Sengcu rice using elemental markers and multivariate analysis," Food Additives & Contaminants: Part B, vol. 15, no. 3, pp. 177-190, 2022.

[16] F.-J. Zhao, S. P. McGrath, and A. A. Meharg, "Arsenic as a Food Chain Contaminant: Mechanisms of Plant Uptake and Metabolism and Mitigation Strategies," Annual Review of Plant Biology, vol. 61, pp. 535-559, 2010.

[17] M. A. Farooq, F. Islam, B. Ali, U. Najeeb, B. Mao, R. A. Gill, G. Yan, K. H. M. Siddique, and W. Zhou, "Arsenic toxicity in plants: Cellular and molecular mechanisms of its transport and metabolism," Environmental and Experimental Botany, vol. 132, pp. 42-52, 2016.

[18] H. F. Bakhat, Z. Zia, S. Fahad, S. Abbas, H. M. Hammad, A. N. Shahzad, F. Abbas, H. Alharby, and M. Shahid, "Arsenic uptake, accumulation and toxicity in rice plants: Possible remedies for its detoxification: A review," Environmental Science and Pollution Research, vol. 24, no. 10, pp. 9142-9158, 2017.

[19] A. A. Meharg and J. Hartley-Whitaker, "Arsenic uptake and metabolism in arsenic resistant and nonresistant plant species," New Phytologist, vol. 154, no. 1, pp. 29-43, 2002.

[20] T. Q. Nguyen, T.-T. Tran-Lam, H. Q. Nguyen, Y. H. Dao, and G. T. Le, "Assessment of organic and inorganic arsenic species in Sengcu rice from terraced paddies and commercial rice from lowland paddies in Vietnam," Journal of Cereal Science, vol. 102, 2021, Art. no. 103346.

[21] T. Garg, A. Kumar, A. Joshi, A. Awasthi, A. Rana, V. Kumar, and S. Kaur, "The role of phytohormones in reducing the arsenic-induced stress in plants," South African Journal of Botany, vol. 168, pp. 296-315, 2024.

[22] R. Rajpoot, R. K. Srivastava, A. Rani, P. Pandey, and R. S. Dubey, "Manganese-induced oxidative stress, ultrastructural changes, and proteomics studies in rice plants," Protoplasma, vol. 258, no. 2, pp. 319-335, 2021.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.12210

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ