Effects of Ca2+ and other divalent cations on uptake of Ni2+ by excised barley roots
Resumo
Raízes excisadas de cevada (Hordeum vulgare L. cvs Gunilla e Møyar) de 7 dias de idade, cultivadas no escuro, foram usadas para caracterizar os efeitos do Ca2+ e de outros cátions divalentes na absorção de Ni2+ (63Ni2+). A absorção de Ni2+ nas raízes (absorção e influxo de espaço livre) e o Ni2+ remanescente nas raízes após a dessorção por 15 minutos em EDTA 1,0 mM (principalmente influxo) foram independentes da concentração de Ca2+ na solução de pré-tratamento até cerca de 0,1 mM e, em seguida, aumentaram até um máximo de 1 mM de Ca2+. Sem o pré-tratamento, quanto maior a concentração de Ca2+ na solução de absorção, menos Ni2+ era absorvido. O influxo de Ni2+ nas raízes foi menos reduzido pelo Ca2+ do que a ligação frouxa de Ni2+ no espaço livre das raízes (a quantidade de Ni2+ removida pelo procedimento de dessorção). A proporção entre o influxo de Ni2+ e a absorção de Ni2+ teve um máximo em torno de 1 mM de Ca2+ e foi maior quanto menor a concentração externa de Ni2+. Com o Mg2+ na solução de absorção, o influxo de Ni2+ foi mais reduzido do que a ligação solta de Ni2+, em contraste com os resultados com Ca2+. Tanto o Ca2+ quanto o Mg2+ foram inibidores não competitivos do influxo de Ni2+. O Mn2+ não influenciou o influxo de Ni2+, enquanto o Zn2+ e o Cu2+ inibiram o influxo de Ni2+ de forma forte e competitiva e o Co2+ de forma fraca e competitiva. Os metais pesados Cd2+ e Pb2+ pareceram inibir o influxo de Ni2+ de forma não competitiva.
Abstract
Excised roots of 7-day-old, dark-grown barley (Hordeum vulgare L. cvs Gunilla and Møyar) were used to characterize effects of Ca2+ and other divalent cations on uptake of Ni2+ (63Ni2+). The uptake of Ni2+ in the roots (free space uptake and influx) and the Ni2+ remaining in the roots after desorption for 15 min in 1.0 mM EDTA (mainly in-flux) were both independent of the Ca2+ concentration in the pretreatment solution up to about 0.1 mM and then increased to a maximum at 1 mM Ca2+. Without pretreatment, the higher the Ca2+ concentration in the uptake solution, the less Ni2+ was taken up. Ni2+ influx in the roots was reduced less by Ca2+ than was loose binding of Ni2+ in the free space of the roots (the amount of Ni2+ removed by the desorption procedure). The ratio between Ni2+ influx and Ni2+ uptake had a maximum around 1 mM Ca2+ and was higher the lower the external Ni2+ concentration. With Mg2+ in the uptake solution, Ni2+ influx was more reduced than loose binding of Ni2+, in contrast to the results with Ca2+. Both Ca2+ and Mg2+ were non-competitive inhibitors of Ni2+ influx. Mn2+ did not influence Ni2+ influx, whereas Zn2+ and Cu2+ inhibited Ni2+ influx strongly and competitively and Co2+ weakly and competitively. The heavy metals Cd2+ and Pb2+ appeared to inhibit Ni2+ influx non-competitively.
L. E. Körner
I. M. Møller
P. Jensén
1987 - Physiologia Plantarum
