Effects of sub-lethal glyphosate concentrations on growth and photosynthetic performance of non-target species Bolboschoenus maritimus.
Chemosphere · 2013 · 93:2631-8 · PMID 24161579 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 환경과 생태 > 수계 오염 · 환경시료
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글리포세이트 사용은 지난 수십 년 동안 습지 생태계에서 침입성 식물종을 방제하기 위해 증가하였다. 글리포세이트가 '환경적으로' 안전하다고 간주되어 왔으나, 반복적인 사용은 비표적 식생에 대한 지표수 및 지하수의 확산 오염으로부터 유래하는 독성학적 위험을 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 다양한 수준의 아급성 용량의 글리포세이트계 제초제(5–30 mg L⁻¹)를 영양액에 첨가했을 때 이것이 볼보스코에누스 마리티무스(Bolboschoenus maritimus)의 생장 및 광합성 장치에 미치는 영향을 알아보기 위해 온실 연구를 설계하였다. B. maritimus 식물은 글리포세이트에 20일 동안 노출된 후에도 성장하고 생존할 수 있었으나, 이 제초제의 존재는 뿌리 시스템과의 직접적인 상호작용을 통해 그 성장에 영향을 미쳤다. 특히, 30 mg L⁻¹의 글리포세이트 처리에서 B. maritimus는 약 30%의 생체량 감소를 보였다. B. maritimus의 성장 감소는 순광합률(A)의 감소에 기인하였으며, 이는 대조군과 가장 높은 글리포세이트 처리군에서 각각 약 11.5 및 5.5 μmol m⁻²s⁻¹ CO₂ 범위의 값을 보였다. 모든 글리포세이트 처리군에서 기공 전도도가 유사했기 때문에 A의 변화는 비기공성 제한에 의해 크게 설명될 수 있었다. 따라서 A 감소는 제초제가 광화학(PSII) 장치에 미치는 부정적 영향, 필수 영양소 흡수의 감소, 광합성 색소의 감소 및 아마도 루비스코 카복실화 능력의 감소에 의해 유발되었다. 더욱이, 글리포세이트 과잉은 광저해 손상을 일으켰다. 결론적으로, 본 연구에서는 제초제 수질 오염이 B. maritimus에게 간접적인 식물 독성의 원인이 될 수 있음을 보여주었다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate use has increased over the last decades for the control of invasive plant species in wetland ecosystems. Although glyphosate has been considered 'environmentally' safe, its repeated use could increase the toxicological risk derived from diffuse pollution of surface and groundwater on non-target vegetation. A glasshouse study was designed to determine the effect produced by the addition of different sub-lethal doses of glyphosate herbicides (5-30 mg L(-1)) to the nutrient solution on the growth and photosynthetic apparatus of Bolboschoenus maritimus. Although B. maritimus plants were able to grow and survive after 20 d of exposure to glyphosate, the presence of this herbicide affected their growth, through a direct interaction with the root system. Particularly, at 30 mg L(-1) glyphosate, B. maritimus showed ca. 30% of biomass decrease. The reduction in B. maritimus growth was due to a decrease in net photosynthetic rate (A), which ranged between values ca. 11.5 and 5.5 μmol m(-2)s(-1) CO2 for the control and the highest glyphosate treatment, respectively. The response of A to glyphosate could be largely accounted for by non-stomatal limitations, since stomatal conductance was similar in all glyphosate treatments. Thus, A decrease was prompted by the negative impact of herbicide on photochemical (PSII) apparatus, the reduction in the absorption of essential nutrients, the reduction of photosynthetic pigments and possibly the reduction in Rubisco carboxilation capacity. Moreover, glyphosate excess caused photoinhibitory damage. In conclusion, in this study we have shown that herbicide water pollution could be a source of indirect phytotoxicity for B. maritimus.| 저자 | Mateos-Naranjo, E.; Perez-Martin, A. |
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| 저널 | Chemosphere |
| 권·호·쪽 | 93(10), 2631-8 |
| PMID | 24161579 |
| DOI | 10.1016/j.chemosphere.2013.09.094 |
| MeSH | Cyperaceae; Glycine; Herbicides; Photosynthesis; Wetlands; Glyphosate |