Depletion of the heaviest stable N isotope is associated with NH4 +/NH3 toxicity in NH4 +-fed plants

Background: In plants, nitrate (NO(3)(-)) nutrition gives rise to a natural N isotopic signature (delta(15)N), which correlates with the delta(15)N of the N source. However, little is known about the relationship between the delta(15)N of the N source and the (14)N/(15)N fractionation in plants under ammonium (NH(4)(+)) nutrition. When NH(4)(+) is the major N source, the two forms, NH(4)(+) and NH(3), are present in the nutrient solution. There is a 1.025 thermodynamic isotope effect between NH(3) (g) and NH(4)(+)(aq) which drives to a different delta(15)N. Nine plant species with different NH(4)(+)-sensitivities were cultured hydroponically with NO(3)(-) or NH(4)(+) as the sole N sources, and plant growth and delta(15)N were determined. Short-term NH(4)(+)/NH(3) uptake experiments at pH 6.0 and 9.0 (which favours NH(3) form) were carried out in order to support and substantiate our hypothesis. N source fractionation throughout the whole plant was interpreted on the basis of the relative transport of NH(4)(+) and NH(3). -- Results: Several NO(3)(-)-fed plants were consistently enriched in (15)N, whereas plants under NH(4)(+) nutrition were depleted of (15)N. It was shown that more sensitive plants to NH(4)(+) toxicity were the most depleted in (15)N. In parallel, N-deficient pea and spinach plants fed with (15)NH(4)(+) showed an increased level of NH(3) uptake at alkaline pH that was related to the (15)N depletion of the plant. Tolerant to NH(4)(+) pea plants or sensitive spinach plants showed similar trend on (15)N depletion while slight differences in the time kinetics were observed during the initial stages. The use of RbNO(3) as control discarded that the differences observed arise from pH detrimental effects. -- Conclusions: This article proposes that the negative values of delta(15)N in NH(4)(+)-fed plants are originated from NH(3) uptake by plants. Moreover, this depletion of the heavier N isotope is proportional to the NH(4)(+)/NH(3) toxicity in plants species. Therefore, we hypothesise that the low affinity transport system for NH(4)(+) may have two components: one that transports N in the molecular form and is associated with fractionation and another that transports N in the ionic form and is not associated with fractionation.

DNA Damage and Transcriptional Changes in the Gills of Mytilus galloprovincialis Exposed to Nanomolar Doses of Combined Metal Salts (Cd, Cu, Hg)

[ENG]Aiming at an integrated and mechanistic view of the early biological effects of selected metals in the marine sentinel organism Mytilus galloprovincialis, we exposed mussels for 48 hours to 50, 100 and 200 nM solutions of equimolar Cd, Cu and Hg salts and measured cytological and molecular biomarkers in parallel. Focusing on the mussel gills, first target of toxic water contaminants and actively proliferating tissue, we detected significant dose-related increases of cells with micronuclei and other nuclear abnormalities in the treated mussels, with differences in the bioconcentration of the three metals determined in the mussel flesh by atomic absorption spectrometry. Gene expression profiles, determined in the same individual gills in parallel, revealed some transcriptional changes at the 50 nM dose, and substantial increases of differentially expressed genes at the 100 and 200 nM doses, with roughly similar amounts of up- and down-regulated genes. The functional annotation of gill transcripts with consistent expression trends and significantly altered at least in one dose point disclosed the complexity of the induced cell response. The most evident transcriptional changes concerned protein synthesis and turnover, ion homeostasis, cell cycle regulation and apoptosis, and intracellular trafficking (transcript sequences denoting heat shock proteins, metal binding thioneins, sequestosome 1 and proteasome subunits, and GADD45 exemplify up-regulated genes while transcript sequences denoting actin, tubulins and the apoptosis inhibitor 1 exemplify down-regulated genes). Overall, nanomolar doses of co-occurring free metal ions have induced significant structural and functional changes in the mussel gills: the intensity of response to the stimulus measured in laboratory supports the additional validation of molecular markers of metal exposure to be used in Mussel Watch programs

Assessment of phytostabilization of Pb/Zn mine soils with organic amendments and a native metallicolous ecotype of Festuca Rubra l.: implications for amendment selection and recovery of soil health

La contaminación del suelo es una de las principales amenazas para los ecosistemas y la salud humana. Actualmente, desde un punto de vista tanto económico como ambiental, la fitoestabilización es la mejor tecnología para remediar suelos contaminados con elevadas concentraciones de metales como son los suelos mineros. La fitoestabilización asistida consiste en el empleo de plantas y enmiendas orgánicas y/o inorgánicas con el fin de reducir la movilidad y la biodisponibilidad de los contaminantes y recuperar la salud de suelo. En este trabajo se han realizado ensayos en microcosmos y en campo centrándonos en la salud del suelo minero contaminado con Pb y Zn durante un proceso de fitoestabilización empleando enmiendas orgánicas (purines vacunos, gallinaza, estiércol de oveja y lodos de papelera mezclados con gallinaza) y/o la especie metalífera Festuca rubra con el objetivo de (i) estudiar las interacciones suelo-enmienda responsables de los cambios inducidos por el proceso de quimioestabilización en las propiedades físicoquímicas y biológicas del suelo, (ii) evaluar la efectividad del proceso de fitoestabilización sobre suelos vegetados y de la revegetación sobre suelos desnudos (iii) valorar la idoneidad de distintos indicadores químicos y biológicos (parámetros microbianos y de la vegetación) para monitorizar la efectividad de la fitoestabilización asistida en términos de reducción de la biodisponibilidad de metales en el suelo, mejora de la vegetación y de la recuperación de la salud del suelo. La aplicación de enmiendas al suelo minero supone una entrada de materia orgánica y nutrientes que conduce a una disminución de la biodisponibilidad de metales, facilitando la colonización de las plantas y el crecimiento de la vegetación nativa, además de estimular la actividad microbiana del suelo. El pH del suelo es un factor crítico que condiciona la movilidad de los metales y la toxicidad del suelo. Las poblaciones microbianas de las enmiendas no modificaron la diversidad funcional de las comunidades microbianas nativas de la mina. Los purines vacunos y los lodos de papelera mezclados con gallinaza son los tratamientos más efectivos en el proceso de fitoestabilización asistida bajo condiciones de campo. La gallinaza fue el tratamiento que más estimuló el crecimiento de la vegetación nativa y la colonización en los suelos desnudos. El bioensayo de elongación radical de lechuga es un test sensible, sencillo y barato para evaluar la biodisponibilidad de metal y la ecotoxicidad del suelo. Los tocoferoles son biomarcadores de exposición a metales con potencial para su implementación en bioensayos de toxicidad. Este trabajo permite concluir que la población metalífera de F. rubra, combinada con enmiendas orgánicas, es una excelente candidata para los proyectos de fitoestabilización asistida. Además, la monitorización simultánea de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del suelo y de su ecotoxicidad permite una evaluación adecuada de la salud del suelo, así como la selección de enmiendas apropiadas para el desarrollo de un proceso fitoestabilizador.

First-principles study of the electronic structure and dynamical electronic excitations of strong spin-orbit metal Pb: bulk, surface and nanosized films

En la presente tesis se ha realizado el estudio de primeros principios (esto es, sinhacer uso de parámetros ajustables) de la estructura electrónica y la dinámica deexcitaciones electrónicas en plomo, tanto en volumen como en superficie y en formade películas de espesor nanométrico. Al presentar el plomo un número atómico alto(82), deben tenerse en cuenta los efectos relativistas. Con este fin, el doctorando haimplementado el acoplo espín-órbita en los códigos computacionales que hanrepresentado la principal herramienta de trabajo.En volumen, se han encontrado fuertes efectos relativistas asi como de lalocalización de los electrones, tanto en la respuesta dieléctrica (excitacioneselectrónicas colectivas) como en el tiempo de vida de electrones excitados. Lacomparación de nuestros resultados con medidas experimentales ha ayudado aprofundizar en dichos efectos.En el estudio de las películas a escala nanométrica se han hallado fuertes efectoscuánticos debido al confinamiento de los estados electrónicos. Dichos efectos semanifiestan tanto en el estado fundamental (en acuerdo con estudiosexperimentales), como en la respuesta dieléctrica a través de la aparición y dinámicade plasmones de diversas características. Los efectos relativistas, a pesar de no serimportantes en la estructura electrónica de las películas, son los responsables de ladesaparación del plasmón de baja energía en nuestros resultados.

Toxicity of DBPDE and antitoxic activity of 6 antioxidants on XEM2 cells

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) son un grupo de compuestos mutagénicos a los que los seres vivos estamos expuestos continuamente. En la primera fase del metabolismo de estos xenobióticos se generan epóxidos, intermediarios reactivos, capaces de generar aductos con el DNA produciendo lesiones en el material genético. Además, también se generan especies reactivas de oxígeno (ROS) que causan estrés oxidativo dañando las células. Este tipo de lesiones puede conducir a la aparición de cáncer y enfermedades neurodegenerativas como el Alzehimer, la enfermedad de Parkinson y la distrofia lateral amiotrófica. Ciertos compuestos denominados antioxidantes tienen capacidad de combatir estos radicales reactivos. Este estudio tiene como objetivo analizar el efecto de seis antioxidantes (Coenzima Q10, butil hidroxianisol, silibin, licopeno, turmérico y 6-gingerol) frente a la toxicidad de uno de estos intermediarios reactivos, el (±)-anti-11, 12-dihidróxido-13,14-epóxido- 11,12,13,14-tetrahidrodibenzo[a, l]pireno (DBPDE) en células XEM2 de mamífero. Se empleó el ensayo de mutación HPRT para determinar la tasa de supervivencia y la frecuencia de mutación de las células después de ser tratadas con el DBPDE y los antioxidantes. La toxicidad del DBPDE se comprobó y se observó dos posibles efectos para los antioxidantes. Por un lado, la CoQ10 y el 6-gingerol mostraron un efecto protector frente al PAH. Sin embargo, los otros antioxidantes no presentaron efecto protector. El BHA, el silibin, el licopeno y el turmérico presentaron una toxicidad similar a la del DBPDE. Esto puede ser debido a que los antioxidantes son específicos en el tipo de radicales que neutralizan y a la dosis empleada. Los antioxidantes solo tienen efecto protector cuando se emplea su dosis óptima. En otras concentraciones pueden ser incluso dañinos.

Geroa E.P.S.V. o la previsión social en el sector del metal de Guipúzcoa

El marco jurídico aplicable a las Instituciones de previsión propias del País vasco,es mucho más competitivo que el modelo estatal más privilegiado por el legislador,los Planes y fondos de pensiones.