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Nitric oxide (NO) and melatonin are two biostimulant molecules in plants that not only modulate the growth and development of plants but also confer enhanced tolerance to abiotic stresses. Therefore, in this study, the interactive effects of melatonin and nitric oxide (NO) on seedlings of Catharanthus roseus (L.) G. Don was evaluated under both control and conditions of stress due to Cd. Our results show that both melatonin and sodium nitroprusside (SNP, as an NO donor) significantly improved seedling growth, which was associated with the enhanced concentration of photosynthetic pigments in both the control plants and under Cd-stress conditions. Impacts of both melatonin and SNP were more pronounced in the Cd-stressed plants than control seedlings. The Cd stress increased [H.sub.2][O.sub.2] and lipid peroxidation levels in roots. Melatonin, as well as SNP, increased endogenous NO concentration in roots. Both melatonin and SNP enhanced the concentration of proline and the activities of antioxidant enzymes (SOD, POD, APX, CAT) and lowered [H.sub.2][O.sub.2] and lipid peroxidation levels in roots of C. roseus plants under Cd stress. These melatonin-induced responses in the roots were suppressed by 4-carboxyphenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide (cPTIO; a specific scavenger of NO), but inhibition of melatonin biosynthesis by p--chlorophenylalanine, could not reverse the protective effects conferred by NO. These outcomes suggest that NO, as a downstream signaling molecule, is implicated in the melatonin-promoted antioxidant responses in roots of C. roseus plants. Key words: antioxidative defense, cadmium, Catharanthus roseus, melatonin, nitric oxide. L'oxyde nitrique (NO) et la melatonine sont deux molecules biostimulantes chez les vegetaux qui, non seulement, modulent la croissance et le developpement des plantes, mais leur conferent aussi une tolerance accrue aux stress abiotiques. Ainsi, dans cette etude, l'effet interactif de la melatonine et du NO sur des semis de Catharanthus roseus (L.) G. Don a ete evalue sous des conditions contrôle et de stress provoque par le Cd. Les resultats ont montre que la melatonine et le nitroprussiate de sodium (NPS comme donneur de NO) amelioraient significativement la croissance des semis qui etait associee a une concentration accrue de pigments photosynthetiques tant en condition contrôle que sous un stress provoque par le Cd. Les impacts de la melatonine et du NPS etaient plus prononces sur les plants stresses par le Cd que les semis contrôles. Le stress provoque par le Cd augmentait les niveaux de [H.sub.2][O.sub.2] et de peroxydation lipidique dans les racines. La melatonine de meme que le NPS augmentaient la concentration de NO endogene dans les racines. La melatonine et le NPS augmentaient la concentration de proline et l'activite d'enzymes antioxydantes (SOD, POD, APX et CAT) et diminuaient les niveaux de [H.sub.2][O.sub.2] et de peroxydation lipidique dans les racines des plants de C. roseus en condition de stress provoque par le Cd. Ces reponses induites par la melatonine dans les racines etaient supprimees par le 4-carboxyphenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxyde (cPTIO, un piegeur specifique de NO), mais l'inhibition de la biosynthese de melatonine par la p-chlorophenylalanine ne pouvait renverser les effets protecteurs conferes par le NO. Ces resultats montrent que le NO, en tant que signal en aval, est implique dans les reponses antioxydantes favorisees par la melatonine dans les racines de plants de C. roseus. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: defense antioxydante, cadmium, Catharanthus roseus, melatonine, oxyde nitrique., Introduction Cadmium is an extremely toxic heavy metal that enters agricultural soils, especially in developing countries, via the application of urban composts, phosphate fertilizers, metal-based pesticides, ripening agents, and waste-water [...]

Cadmium (Cd) contamination in soil has become a serious worldwide environmental and health problem. Cd is easily taken up by plants and translocated to aboveground tissues. A pot experiment was carried out to explore the role of the ascorbate-glutathione (AsA-GSH) cycle and endogenous hormones in enhancing Cd tolerance and promoting translocation of Cd in one-year-old seedlings of Populus x euramericana 'Neva'. The antioxidant substances ascorbic acid (AsA), dehydroascorbic acid (DHA), glutathione (GSH), and oxidized glutathione (GSSG); the activities of the antioxidant enzymes ascorbic acid peroxidase (APX), glutathione reductase (GR), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), and dehydroascorbic acid reductase (DHAR); the levels of the endogenous hormones indole-3-acetic acid (IAA), abscisic acid (ABA), gibberellin (G[A.sub.3]), and zeatin riboside (ZR); and the contents of malondialdehyde (MDA) and hydrogen peroxide ([H.sub.2][O.sub.2]) were investigated after 30 days of irrigation with half-Hoagland solution containing 0 or 100 [micro]mol*[L.sup.-1] Cd[(N[O.sub.3]).sub.2] under magnetic treatment (MT) or nonmagnetic treatment (NMT). The results were as follows. (i) Compared with NMT, MT increased the AsA levels in roots compared with those in leaves under Cd stress, whereas it increased the DHA levels in the leaves but decreased the DHA levels in the roots. The GSH and GSSG levels both increased by 8%-151% under MT. (ii) MT inhibited the APX activity in blades and roots, and a similar effect was observed on the foliar activities of GR and MDHAR, with a decrease of 8%-50%; however, MT increased the activation of DHAR in the blades and GR in the roots. In addition, compared with NMT, MT increased the activities of GR, MDHAR, and DHAR by 19%-285% in Populus (poplar). (iii) With the exogenous addition of Cd, the Cd accumulation and biological transport coefficient of Cd from roots to leaves (S/R) were enhanced in poplar, accompanied by increased levels of [H.sub.2][O.sub.2] and MDA due to MT. (iv) The levels of IAA, ABA, GA, and ZR were inhibited by 19%-95% in the leaves following MT. In contrast, the levels of these endogenous hormones were increased by 18%-203% in the roots following MT. (v) MT improved the seedling growth of poplar, with an increase of 0.4%-90%, compared with that of the NMT. The ground diameter and number of root tips showed the greatest increases, with average ratios of 29% and 87%, respectively. These results suggested a large increase in AsA and decreases in poplar antioxidant enzymes, especially in the leaves, with a high GSH level. In this review, we concluded that the antioxidant substance GSH plays an important role in the AsA-GSH cycle following exposure to a magnetic field under Cd stress. Additionally, the roots play a major role in eliminating oxygen free radicals by regulating the levels and ratios of various endogenous hormones. Moreover, magnetization could alleviate Cd-induced oxidative stress by stimulating MDHAR, DHAR, and GR activities; enhance the defense capability of the AsA-GSH cycle; and maintain normal physiological metabolism in poplar. Key words: cadmium stress, magnetization, antioxidant substance, antioxidant enzymes, endogenous hormone. La contamination des sols par le cadmium (Cd) est devenue un serieux probleme environnemental et sanitaire partout dans le monde. Le Cd est facilement absorbe par les plantes et transporte vers les parties aeriennes. Une experience en pot a ete realisee pour etudier le role du cycle de l'ascorbate-glutathion (AsA-GSH) et des hormones endogenes dans l'augmentation de la tolerance au Cd et la promotion de la translocation du Cd chez des semis de Populus x euramericana 'Neva'. Les substances antioxydantes telles que l'acide ascorbique (AsA), l'acide dehydroascorbique (DHA), le glutathion (GSH), et le glutathion oxyde (GSSG); l'activite des enzymes antioxydantes telles que l'acide ascorbique peroxydase (APX), la glutathion reductase (GR), la monodehydroascorbique reductase (MDHAR) et l'acide dehydroascorbique reductase (DHAR); le niveau des hormones endogenes telles que l'acide 3-indole acetique (IAA), l'acide abscisique (ABA), la gibberelline (G[A.sub.3]) et la zeatine riboside (ZR); et la teneur en malonaldehyde (MDA) et en peroxyde d'hydrogene ([H.sub.2][O.sub.2]) ont ete etudies apres 30 jours d'irrigation avec une solution de Hoagland diluee de moitie contenant 0 ou 100 [micro]mol*[L.sup.-1] de Cd[(N[O.sub.3]).sub.2] avec (MT) ou sans (NMT) traitement magnetique. Voici les resultats. (i) Relativement a NMT, MT a augmente la teneur en AsA dans les racines comparativement a ce qui a ete observe dans les feuilles en presence d'un stress du au Cd, tandis qu'il a augmente la teneur en DHA dans les feuilles mais l'a diminue dans les racines. MT a augmente de 8 a 151 % les teneurs en GSH et GSSG. (ii) MT a inhibe l'activite de l'APX dans les limbes et les racines et un effet semblable a ete observe dans le cas de l'activite foliaire de la GR et de la MDHAR entrainant une diminution de 8 a 50%; cependant, MT a augmente l'activite de la DHAR dans les limbes et celle de la GR dans les racines. De plus, comparativement a NMT, MT a augmente de 19 a 285 % l'activite de la GR, de la MDHAR et de la DHAR chez le peuplier (Populus). (iii) L'ajout exogene de Cd a favorise l'accumulation de Cd et augmente le coefficient de transport biologique de Cd des racines vers les feuilles (S/R) chez le peuplier, accompagne par une augmentation des teneurs en [H.sub.2][O.sub.2] et MDA a cause de MT. (iv) Les teneurs en IAA, ABA, G[A.sub.3] et ZR ont ete reduites de 19 a 95 % dans les feuilles a la suite de MT. Par contre MT a augmente de 18 a 203 % la teneur en hormones endogenes dans les racines. (v) MT a augmente de 0,4 a 90 % la croissance des semis de peuplier comparativement a NMT. Le diametre au sol et le nombre d'apex racinaires ont connu la plus forte augmentation, soit des ratios respectifs de 29 et 87 %. Ces resultats indiquent que l'AsA connait une forte augmentation et que l'activite des enzymes antioxydantes diminue chez le peuplier, particulierement dans les feuilles, avec une teneur elevee en GSH. Dans cette revue de litterature, nous arrivons a la conclusion que la substance antioxydante GSH joue un role important dans le cycle de l'AsA-GSH a la suite d'une exposition a un champ magnetique en presence d'un stress du au Cd. En outre, les racines jouent un role majeur dans l'elimination des radicaux libres d'oxygene en controlant les niveaux et les ratios d'une variete d'hormones endogenes. De plus, la magnetisation pourrait attenuer le stress oxydatif induit par le Cd en stimulant l'activite de la MDHAR, de la DHAR et de la GR, en ameliorant la capacite de defense du cycle de l'AsA-GSH et en maintenant un metabolisme physiologique normal chez le peuplier. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: stress du au cadmium, magnetisation, substance antioxydante, enzymes antioxydantes, hormone endogene., Introduction Cadmium (Cd) is a nonessential nutrient for plant growth and is one of the most biotoxic heavy metal elements (Gallego et al. 2012; Cornu et al. 2016). Cd pollution [...]

Introduction Cadmium is a heavy metal pollutant derived from several industrial activities, such as the production of batteries and pigment for paint production; it is also a contaminant in cigarette [...], In the kidney, the accumulation of heavy metals such as [Cd.sup.2+] produces mitochondrial dysfunctions, i.e., uncoupling of the oxidative phosphorylation, inhibition of the electron transport through the respiratory chain, and collapse of the transmembrane electrical gradient. This derangement may be due to the fact that [Cd.sup.2+] induces the transition of membrane permeability from selective to nonselective via the opening of a transmembrane pore. In fact, [Cd.sup.2+] produces this injury through the stimulation of oxygen-derived radical generation, inducing oxidative stress. Several molecules have been used to avoid or even reverse [Cd.sup.2+]-induced mitochondrial injury, for instance, cyclosporin A, resveratrol, dithiocarbamates, and even EDTA The aim of this study was to explore the possibility that the antioxidant tamoxifen could protect mitochondria from the deleterious effects of [Cd.sup.2+]. Our results indicate that the addition of 1 [micro]mol/L [Cd.sup.2+] to mitochondria collapsed the transmembrane electrical gradient, induced the release of cytochrome c, and increased both the generation of [H.sub.2][O.sub.2] and the oxidative damage to mitochondrial DNA (among other measured parameters). Of interest, these mitochondrial dysfunctions were ameliorated after the addition of tamoxifen. Key words: mitochondria, kidney, cadmium, oxidative stress, permeability transition. Dans le rein, l'accumulation de metaux lourds comme le [Cd.sup.2+] provoque des dysfonctionnements mitochondriaux c'est-a-dire le decouplage de la phosphorylation oxydative, l'inhibition du transport des electrons a travers la chaine respiratoire et l'effondrement de gradient electrique transmembranaire. Ce dereglement peut etre du au fait que le [Cd.sup.2+] induit la transition de la permeabilite membranaire d'un etat selectif a un etat non selectif au moyen de l'ouverture des pores transmembranaires. En fait, le [Cd.sup.2+] produit ce dommage par la stimulation de la generation de radicaux libres d'oxygene menant a un stress oxydant. Plusieurs molecules ont ete utilisees pour eviter ou meme renverser le dommage aux mitochondries induit par le [Cd.sup.2+], par exemple, la cyclosporine A, le resveratrol, les dithiocarbamates et meme l'EDTA. L'objectif de la presente etude etait d'explorer la possibilite que le tamoxifene, un antioxydant, puisse preserver la fonction mitochondriale des effets nocifs du [Cd.sup.2+]. Les resultats des auteurs indiquent que l'ajout de 1 [micro]mol/L de [Cd.sup.2+] a des mitochondries provoquait l'effondrement du gradient electrique transmembranaire, induisait la liberation de cytochrome c et augmentait la production de [H.sub.2][O.sub.2] et le dommage oxydant a l'ADN mitochondrial (parmi d'autres parametres mesures). Fait interessant, ces dysfonctionnements mitochondriaux etaient attenues a la suite de l'ajout de tamoxifene. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: mitochondrie, rein, cadmium, stress oxydant, transition de permeabilite.