Lead phytotoxicity on wheat (Triticum aestivum L.) seed germination and seedlings growth

Lead (Pb) is an environmental pollutant extremely toxic to plants and other living organisms including humans. To assess Pb phytotoxicity, experiments focusing on germination of wheat seeds were germinated in a solution containing Pb (NO3)2 (0.05; 0.1; 0.5; 1 g/L) during 6 days. Lead accumulation in seedlings was positively correlated with the external concentrations, and negatively correlated with morphological parameters of plant growth. Lead increased lipid peroxidation, enhanced soluble protein concentrations and induced a significant accumulation of proline in roots. Esterase activity was enhanced in the presence of lead, whereas α-amylase activity was significantly inhibited. Antioxidant enzymes activities, such as, ascorbate peroxidase, peroxidase, superoxide dismutase, catalase and glutathione S-transferase were generally significantly increased in the presence of lead in a dose-dependent manner. The present results thus provide a model system to screen for natural compounds able to counteract the deleterious effects of lead.

RésuméLe Plomb (Pb) est un polluant environnemental extrêmement toxique pour les plantes et les autres organismes vivants dont l’Homme. La toxicité du Pb a été testée sur la germination du blé. Les grains sont mises à germer pendant six jours dans des solutions de nitrate de Pb (0,05 ; 0,1 ; 0,5 ; 1 g/L). L’accumulation de Pb dans les jeunes plantes est corrélée avec l’augmentation de sa concentration dans la solution aqueuse et une croissance réduite des plantes. La peroxydation des lipides, la concentration des protéines solubles et de la proline sont accrues par le traitement. L’activité estérasique est stimulée, celle de l’α-amylase significativement inhibée, et les activités des enzymes antioxydantes – ascorbate peroxydase, peroxydase, superoxyde dismutase, catalase et glutathion S-transférase – augmentent significativement et d’une manière dose-dépendante. Nos travaux fournissent un modèle qui sera utilisé pour rechercher des substances susceptibles de protéger contre les effets délétères du Pb.