Bioaccumulation and physiological responses of Festuca arundinacea (Poaceae) to Zn(II) excess

Abstract

There is evidence showing that Festuca arundinacea plants can absorb and accumulate high amounts of Zn(II), greater than those considered as phytotoxic, without affecting plant growth. In order determine the usefulness of this species as a phytoremediation plant, a pot experiment was carried out to measure the physiological strategies employed by F. arundinacea ‘Malma’ Schreb plants growing in environments with an excess of Zn(II). The plants were grown until reaching adequate biomass, when increasing concentrations of Zn(II) were applied. Three months later, growth parameters (total biomass and leaf area), physiological parameters (relative membrane conductivity, chlorophyll and carotene contents, malondialdehyde in roots, and soluble proteins) and Zn(II) content were determined. Total biomass, leaf area, chlorophyll, carotene and protein contents in the aerial part showed a decline with the increase of Zn(II) concentration, whereas the relative conductivity, the protein content and malondialdehyde in roots showed the opposite pattern. Our results suggest that this species can be used for the phytostabilization of polluted soils with moderate concentrations of Zn(II).

Existe evidencia que demuestra que las plantas de Festuca arundinacea pueden absorber y acumular altas cantidades de Zn(II), superiores a las consideradas fitotóxicas, sin afectar el crecimiento de las plantas. Para determinar la utilidad de esta especie como planta fitorremediadora, se realizó un experimento en macetas para determinar las estrategias fisiológicas empleadas por F. arundinacea ‘Malma’ Schreb, que crecen en ambientes con exceso de Zn(II) para determinar su utilidad como especie fitorremediadora. Las plantas crecieron hasta alcanzar una biomasa adecuada para la aplicación de tres concentraciones crecientes de Zn(II). Tres meses después se determinaron parámetros de crecimiento (biomasa total y área foliar), parámetros fisiológicos (conductividad relativa de la membrana, contenido de clorofila y carotenos, malondialdehído en raíces y proteínas solubles) y contenido de Zn(II). La biomasa total, área foliar, contenido de clorofila, caroteno y proteínas en la parte aérea mostraron una disminución con el aumento de la concentración de Zn(II), mientras que la conductividad relativa, contenido de proteínas y malondialdehído en las raíces mostraron un patrón opuesto. Nuestros resultados sugieren que esta especie puede ser utilizada para la fitoestabilización de suelos contaminados con concentraciones moderadas de Zn(II).