Memoria para optar al título de Químico / El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la materia orgánica soluble y la
materia orgánica coloidal de dos biosólidos obtenidos por distintos procesos, sobre la
biodisponibilidad de cobre, plomo, cadmio, níquel y niveles de glutatión oxidado (GSSG) y
reducido (GSH), ácido ascórbico (AA) y ácido dehidroascórbico (ADHA) en plantas de tomate
(Lycopersicon esculentum L.).
El estudio involucró el cultivo hidropónico de plantas bajo condiciones controladas y el
análisis de elementos mediante espectroscopía de absorción atómica, emisión atómica y
espectroscopía molecular. El análisis de las formas de glutatión, ácido ascórbico y ácido
dehidroascórbico se llevó a cabo por electroforesis capilar de zona (ECZ), para lo cual se
optimizaron las condiciones de análisis y pretratamiento de las muestras de tejido vegetal.
Las conclusiones de este estudio fueron:
La electroforesis capilar es una técnica apropiada para el estudio de las formas
oxidada y reducida de ácido ascórbico. Fue posible establecer un método para la
cuantificación de ácido ascórbico y por diferencia el ácido dehidroascórbico, bajo condiciones
de electromigración en zonas, detección directa por absorción UV, modo de polaridad normal
y electrolito de alta fuerza iónica.
La Tris [2-carboxietil] fosfina (TCEP) fue efectivo como reductor del ácido dehidroascórbico
en la matriz ácida constituida por MPA 2%. La aplicación de una concentración de 1 mM por
24 horas a temperatura ambiente reduce el ADHA produciendo cantidades cuantificables de
ácido ascórbico. El efecto reductor es independiente de la presencia de AA en la muestra.
La materia orgánica soluble modifica la biodisponibilidad de los metales pesados en solución,
efecto que depende de cada elemento y se manifiesta en un cambio en la concentración de
los elementos en la parte aérea y raíz de la planta. A nivel foliar la MOS disminuye la
concentración de cobre y cadmio, incrementa la de plomo y no presenta efecto sobre níquel.
A nivel de la raíz, el comportamiento es distinto, cobre, plomo y níquel disminuyen su
concentración respecto de un tratamiento solo con metal y cadmio la incrementa.
La asociación de materia orgánica soluble con materia orgánica coloidal presenta un efecto
sinérgico sobre la translocación del metal a la parte aérea de la planta. Este efecto se
manifestó para cobre y cadmio en una mayor disminución de su concentración foliar en
comparación a la sola aplicación de MOS. Este efecto no fue observado en la raíz. El efecto de cobre cadmio y plomo sobre los sistemas de glutatión reducido/glutatión
oxidado y ácido ascórbico/dehidroascórbico en la planta difieren para cada elemento y tipo
de tejido. Para los péptidos el efecto se produce principalmente en la raíz. El cobre
disminuye los niveles de ambos péptidos, en cambio plomo y cadmio tienen efecto solo
sobre glutatión oxidado con disminución e incremento, respectivamente. Para el sistema
ácido ascórbico/dehidroascórbico, los tres elementos disminuyen levemente el nivel de ácido
ascórbico foliar, en tanto que en la raíz se observó efecto solo para cobre con disminución.
Los experimentos de este estudio no evidenciaron la presencia de ácido dehidroascórbico en
la planta.
La asociación de materia orgánica soluble y metal en comparación al tratamiento solo con
metal produce cambios en los niveles de glutatión reducido, glutatión oxidado y ácido
ascórbico. Los mayores cambios se observaron para cadmio el cual incrementó los niveles
de glutatión oxidado en parte aérea y raíz, en tanto que disminuyó los niveles de glutatión y
ácido ascórbico en la raíz. Por su parte, la asociación plomo incrementó los niveles de
ambos péptidos en la raíz / The purpose of this study was assess the effect of soluble organic matter (SOM) and
colloidal organic matter (COM) from two sewage sludge obtained by different processes, on
the bioavailability of copper, lead, cadmium and nickel besides of oxidized and reduced forms
of glutathione, ascorbic acid (AA) and dehydroascorbic acid (DHAA) levels in tomato plants
(Lycopersicon esculentum L.).
This study involved the hydroponics cultivation of plants under controlled conditions
and their elements analysis through atomic absorption spectrophotometry, atomic emission
and molecular spectrophotometry. The analysis of glutathione forms, ascorbic acid and
dehydroascorbic acid was carried out by Capillary Zone Electrophoresis (CZE), for which was
optimized the analysis and pretreatment conditions of vegetal tissue samples.
The conclusions of this study were:
The Capillary Electrophoresis is a suitable technique for study the oxidized and
reduced forms of ascorbic acid. It was possible to establish a method to quantify ascorbic
acid and by subtraction the dehydroascorbic acid, under conditions of electromigration in
zones, direct detection by UV absorption, normal polarity set and a high ionic strength of
electrolyte.
The Tris-(2-carboxyethyl) phosphine (TCEP) was an effective reductor of dehydroascorbic
acid in the acid matrix containing MPA 2%. The applications of a concentration of 1mM for 24
hours to 20º C reduced the DHAA, generating quantifying amounts of AA. This reduction
effect is independent of the AA into the sample.
The soluble organic matter alters the bioavailability of heavy metals in solution, effect that
depend of each element and it is expressed for changes in the concentration on the elements
in leaves and root of the plants. In leaves the SOM decrease copper and cadmium
concentration, raise the lead concentration and does not present an effect on nickel
concentration. In the root the behavior is different, copper, lead, and nickel reduce their concentration compared to the treatment with metal only and on the other hand cadmium
raises its concentration.
The association between soluble organic matter and colloidal organic matter shows
synergistic effect on the translocation of metals to leaves of the plant. This effect was
observed for copper and cadmium due to a major diminution of its concentration in leaves
compared with the application of SOM only. This effect was not observed in the root.
The effect of copper, cadmium, and lead over the systems glutathione/oxidized
glutathione and ascorbic acid/dehydroascorbic acid in the plant, differs for each element and
kind of tissue. For the peptides, the effect is expressed mainly in the root. Copper reduces the
levels of both peptides and on the other hand lead and cadmium have an effect only on
oxidized glutathione, with a diminution and increment, respectively. For the ascorbic
acid/dehydroascorbic acid system, the three elements reduce slightly the ascorbic acid levels
in leaves, whereas in root it was observed a diminution for copper only. The experiments in
this study didn’t show effects over the dehydroascorbic acid levels.
The association between soluble organic matter and metal in comparison with the
metal only treatment leads to changes on the glutathione, oxidized glutathione and ascorbic
acid levels. The major change was observed for cadmium which raised the glutathione and
ascorbic acid levels in root. Respect to the lead, its association with SOM raised the levels of
both peptides in root
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/105668 |
| Date | January 2007 |
| Creators | Riveros Salvatierra, Raúl |
| Contributors | Mendoza Crisosto, Jorge, Parada Aliste, José, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Departamento de Química Inorgánica y Analítica |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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