Image of Plant Responses to Xenobiotics
Bookmark Share

Text

Plant Responses to Xenobiotics

Pencemaran lingkungan merupakan salah satu masalah utama akibat laju industrialisasi yang cepat dan eksploitasi sumber daya alam yang tidak terkendali. Ini mengarah pada peningkatan paparan ekosistem terhadap zat yang disebut xenobiotik. Istilah xenobiotik berasal dari kata Yunani ξένoς (xenos) = orang asing, orang asing dan ßí Jadi, xenobiotik adalah bahan kimia atau zat lain yang biasanya tidak ditemukan di ekosistem atau yang hadir pada konsentrasi yang berbahaya bagi semua organisme biologis. Mereka termasuk kontaminan organik seperti pestisida, pelarut, dan produk minyak bumi dan kontaminan anorganik seperti logam berat, non-logam, metaloid, dan garam larut sederhana. Mereka mempengaruhi setiap komponen ekosistem, dan tumbuhan yang merupakan batu kunci dari sistem ini juga terpengaruh oleh keberadaan xenobiotik di lingkungan. Dalam volume ini berbagai jenis xenobiotik dibahas secara rinci, dan pengaruhnya serta bagaimana tumbuhan mengatasi situasi tersebut dijelaskan oleh kontribusi yang berbeda melalui bab-bab berikut. Bab 1. Xenobiotik Lingkungan dan Pengaruhnya terhadap Ekosistem Alam: Xenobiotik lingkungan menjadi isu global akibat beberapa aktivitas, salah satunya adalah pelepasan residu farmasi di air permukaan. Baru-baru ini, permintaan obat-obatan versus pertumbuhan populasi telah membahayakan masyarakat. Selain itu, pembuatan obat-obatan terlarang telah menyebabkan pembuangan karsinogen berbahaya ke dalam sistem air. Pelepasan polutan berbahaya ini menghasilkan banyak efek jangka pendek dan jangka panjang terhadap ekosistem alam. Bab ini membahas secara kritis berbagai bentuk xenobiotik lingkungan yang ada di ekosistem kita. Dalam subpos berikutnya, klasifikasi, sumber, dan rute pemaparannya terhadap manusia, hewan, dan tumbuhan telah dibahas. Terakhir, pendekatan ramah lingkungan untuk pencegahan telah dibahas dalam pandangan yang lebih luas dan rekomendasi yang disodorkan. Bab 2. Logam Berat dan Regulasinya dalam Sistem Pembangkit: Tinjauan Umum: Pencemaran lingkungan akibat logam berat merupakan masalah yang mengancam dalam skenario saat ini. Dalam beberapa dekade terakhir, industrialisasi yang cepat dan tidak terencana telah menyebabkan pencemaran tanah dan air. Tumbuhan yang terpapar pada lingkungan yang terganggu tersebut mengalami beberapa perubahan fisiologis dan biokimiawi. Namun, beberapa tanaman telah menyesuaikan diri dengan situasi yang berubah dan mengembangkan mekanisme pertahanan seperti imobilisasi, kompartementalisasi, dll., untuk menahan kondisi stres. Bab ini memberikan wawasan tentang berbagai perubahan dan mekanisme fisiologis dan biokimiawi yang dikembangkan oleh tanaman yang tumbuh di lingkungan yang terkontaminasi ini. Bab 3. Regulasi Xenobiotik pada Tumbuhan Tingkat Tinggi: Pensinyalan dan Detoksifikasi: Xenobiotik adalah senyawa kimia yang tidak diproduksi secara internal pada tumbuhan, dan paparannya terus meningkat pada tumbuhan, karena peningkatan polutan industri. Ini dapat mempengaruhi pertumbuhan, fisiologi, dan perubahan metabolisme lainnya pada setiap organisme sendiri dan / atau dalam kombinasi, yang bervariasi dari spesies ke spesies. Tumbuhan sudah memiliki sistem detoksifikasi serbaguna untuk memerangi perubahan ini (fitotoksisitas) yang timbul dari berbagai macam bahan kimia alami dan sintetis-xenobiotik yang ada di lingkungan. Salah satu mekanisme detoksifikasi yang penting adalah modifikasi kimiawi xenobiotik oleh keterkaitan kovalen dengan glutathione endogen. Reaksi yang terlibat dalam modifikasi kimia memiliki dua fase: reaksi fase I (aktivasi), yang biasanya melibatkan hidrolisis atau oksidasi, dan reaksi fase II (konjugasi), yang terlibat dalam sintesis. Konjugat glutathione yang dihasilkan diekspor dari sitosol ke vakuola melalui transporter tonoplast yang bergantung pada ATP. Selain itu, bahan kimia pertanian seperti safeners juga diketahui melindungi tanaman dari kerusakan herbisida tanpa mengurangi aktivitas spesies gulma target dengan meningkatkan ekspresi enzim detoksifikasi xenobiotik, seperti glutathione-S-transferases (GSTs).). Jadi, bab ini memberikan informasi berharga tentang berbagai nasib xenobiotik serta memberikan pemahaman yang lebih baik di bidang aksi xenobiotik pada tumbuhan. Bab 4. Tanggapan Metabolik Pestisida pada Tanaman dan Proses Perbaikannya: Bab ini sangat relevan bagi mahasiswa, peneliti, ilmuwan, dan bahkan masyarakat umum (tidak memiliki latar belakang ilmiah) pada umumnya. Input antropogenik pestisida yang besar untuk meningkatkan produktivitas pertanian dan juga untuk perbaikan penyakit yang ditularkan melalui vektor telah menyebabkan implikasi kesehatan yang serius bagi manusia dan lingkungannya. Ini adalah bab komprehensif yang memberikan informasi kolektif tentang berbagai jenis pestisida, sumbernya, kerugiannya, dan gejala toksisitasnya pada organisme target maupun non-target. Ini juga berkaitan dengan penyerapan, pengangkutan, dan metabolisme pestisida pada tanaman. Secara bersamaan menyoroti mekanisme detoksifikasi yang diadopsi oleh tanaman untuk melindungi diri dari efek buruk pestisida. Aspek penting lainnya dari bab ini adalah pendekatan holistiknya dalam mengisyaratkan praktik-praktik yang dapat membantu kita merancang sistem pengolahan vegetatif yang efisien dan murah untuk perbaikan tanah dan air yang terkontaminasi. Bab 5. Penilaian Potensi Antioksidan Tanaman dalam Menanggapi Logam Berat: Bab ini mencakup cakupan komprehensif lengkap tentang kejadian logam berat, translokasi, dan toksisitasnya pada tanaman dan juga berbagai mekanisme antioksidan yang bekerja pada tanaman selama stres oksidatif. Di sini bab ini menggabungkan diskusi terperinci tentang mekanisme pemulungan berbagai antioksidan. Bab selanjutnya mencakup informasi tentang antioksidan tradisional seperti metabolit enzimatik, non-enzimatik, dan sekunder, dan juga berfokus pada metode penilaian potensi antioksidan dalam kondisi in vivo dan in vitro. Selanjutnya, upaya singkat juga telah dilakukan untuk menyediakan koleksi kontemporer dan relevan dari berbagai studi yang sedang berlangsung tentang potensi antioksidan tanaman. Bab 6. Dampak Logam Berat pada Proses Fisiologis Tumbuhan: Dengan Referensi Khusus pada Sistem Fotosintesis: Bab ini menyoroti pengaruh logam berat pada pigmen fotosintesis, peralatan fotosintesis, dan reaksi terang dan gelap. Ini membantu kita untuk memahami secara rinci bagaimana paparan tanaman terhadap logam berat menyebabkan pembentukan ROS dan peroksidasi lipid yang diinduksi ROS yang menghancurkan membran sel dan organel terkaitnya. Bab ini juga menyoroti mekanisme detail dari (i) dampak logam berat pada biosintesis klorofil dan juga pada berbagai enzim yang terlibat dalam biosintesis klorofil dan (ii) pengaruhnya terhadap transpor elektron dalam reaksi terang dan bagaimana pengaruhnya terhadap berbagai enzim dalam reaksi gelap. Bab 7. Dampak, Metabolisme, dan Toksisitas Logam Berat pada Tumbuhan: Kontaminasi logam berat merupakan masalah serius di seluruh dunia. Logam-logam ini adalah pencemar anorganik utama tanah, dan sebagian besar lahan terkontaminasi karena aktivitas antropogenik. Kontaminasi tanah pertanian oleh logam berat telah menjadi perhatian lingkungan yang kritis karena sifatnya yang persisten dalam jangka panjang dan potensi efek ekologis yang berbahaya. Oleh karena itu, penting untuk mempelajari tentang masuknya logam beracun ini ke dalam rantai makanan. Dalam bab ini kami menjelaskan seberapa jauh logam berat masuk dan diangkut dalam tumbuhan, apa saja strategi tumbuhan yang berbeda pada tingkat yang berbeda (dari pengikatan pada dinding sel hingga sintesis beberapa protein untuk mengikat) untuk mengatasi kondisi toksik, dan apa logam beratnya. efek toksik spesifik pada tanaman saat terpapar lingkungan yang kaya logam. Bab 8. Potensi Akumulasi Logam Berat dan Toleransi pada Spesies Pohon dan Rumput: Identifikasi peran tumbuhan tingkat tinggi dalam pemantauan dan remediasi xenobiotik penting untuk lingkungan yang tercemar. Logam berat paling tersebar luas dan merupakan salah satu unsur paling beracun di lingkungan kita. Untuk pemilihan pohon dan rerumputan untuk tujuan pemantauan dan remediasi, perlu dilakukan identifikasi tumbuhan dari lingkungan yang beragam dan mengklasifikasikannya berdasarkan toleransinya. Dengan demikian tanaman dengan potensi akumulasi yang lebih tinggi memiliki mekanisme toleransi khusus yang memungkinkan mereka untuk bertahan hidup dan mengakumulasi logam dalam konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman lain. Mempertimbangkan poin-poin ini, kami telah mencoba mengidentifikasi spesies pohon dan rumput berdasarkan potensi akumulasi logam dan toleransinya sehingga akademisi, peneliti, pemulia tanaman, perencana kota, dan pengelola lingkungan dapat memanfaatkan temuan ini untuk meningkatkan pemahaman topik dan dapat menggunakan informasi tersebut untuk praktik pengelolaan lingkungan yang berkelanjutan. Bab 9. Pengelolaan Polutan Xenobiotik Organik yang Dimediasi Mikroba di Lahan Pertanian: Paparan tanaman terhadap polutan xenobiotik organik menyebabkan beberapa perubahan biokimia dan molekuler yang menghasilkan variasi serius dalam fisiologi tumbuhan yang mengakibatkan pertumbuhan dan perkembangan yang berubah bentuk, yang pada akhirnya menghambat produktivitas. Ketika konsentrasi xenobiotik ini meningkat, efek merugikannya pada tanaman juga terlihat. Mikroorganisme tanah memainkan peran penting dalam pengelolaan efek merugikan dari polutan xenobiotik organik tersebut. Mereka bertindak sebagai penghalang antara tanaman dan xenobiotik, dan dengan kemampuan efektifnya untuk mendegradasi xenobiotik, mereka membatasi masuknya senyawa ini ke dalam tanaman dan karenanya mempertahankan pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Dalam konteks ini, bab ini terbukti signifikan karena membahas kemungkinan mekanisme mitigasi beban polusi xenobiotik organik di bidang pertanian dan membuka bidang penelitian yang lebih baru. Bab 10. Logam dari Industri Pertambangan dan Metalurgi serta Dampak Toksikologisnya terhadap Tanaman: Industri pertambangan dan metalurgi sangat penting dalam pembangunan ekonomi suatu negara. Namun, limbah padat yang dihasilkan dari industri tersebut dicirikan oleh peningkatan kadar logam esensial dan non-esensial yang dapat menimbulkan efek toksik pada tanaman yang tumbuh di dalam dan di sekitar lokasi pembuangan. Konsentrasi minimum hingga maksimum dari dua puluh logam yang sebagian besar terdapat dalam limbah padat dari industri pertambangan dan metalurgi telah diilustrasikan dalam bab ini. Efek buruk logam yang melebihi ambang fitotoksiknya terhadap kinerja pertumbuhan dan parameter fisiologis dan biokimia tanaman dan tanaman obat telah dibahas. Studi ini juga menekankan dampak logam terhadap struktur komunitas tumbuhan di sekitar kawasan industri. Bab ini menyarankan beberapa prospek masa depan dalam pilihan pengelolaan limbah industri yang masuk akal dan lebih baik termasuk restorasi lokasi dengan rehabilitasi dan fitoremediasi menggunakan spesies tanaman asli dan tanaman obat. Bab 11. Risiko yang Terkait dengan Xenobiotik yang Dilepaskan Melalui Penggunaan Kembali Air Limbah: Bab ini membahas masalah yang timbul akibat penggunaan berulang air limbah pada sistem kehidupan. Penerapan air limbah melepaskan senyawa xenobiotik yang meliputi logam berat, farmasi, pestisida, produk perawatan pribadi, dll. Di bab ini, penulis telah memberikan gambaran umum tentang penilaian risiko yang timbul dari masuknya xenobiotik ke lingkungan dan juga memberikan gambaran singkat tentang badan pengatur yang terlibat dalam pengelolaan risiko. Bab 12. Partikel Nano Perak dalam Agroekosistem: Penerapan pada Penilaian Risiko-Manfaat Tanaman dan: Di era saat ini, ketahanan pangan, kelestarian kehidupan, dan perubahan iklim merupakan tantangan yang paling muncul bagi para peneliti. Penerapan nanoteknologi merupakan langkah baru dalam pengembangan dan perbaikan di sektor pertanian untuk mengatasi kelangkaan permintaan pangan yang meningkat. Sektor pertanian terlihat jelas mendapat manfaat dari nanoteknologi. Secara khusus, nanopartikel perak dilaporkan menunjukkan peran utama dalam perlindungan tanaman, aplikasi antimikroba, suplementasi nutrisi yang dibutuhkan, dan pengiriman pestisida dengan cara yang optimal dan terkontrol. Namun, efek negatif akibat penggunaan nanopartikel ini secara berlebihan terhadap kehidupan biologis juga tidak dapat diabaikan. Bab ini berfokus pada penerapan nanopartikel perak di sektor pertanian dan menunjukkan nilai risikonya untuk secara jelas menginstruksikan penggunaan nanopartikel ini dengan cara yang diatur dan dikelola. Bab 13. Pentingnya Rizosfer Mikroba Terkait Tumbuhan untuk Degradasi Senyawa Xenobiotik: Saat ini populasi manusia meningkat dari hari ke hari menyebabkan pencemaran berbagai senyawa xenobiotik di lingkungan untuk menurunkan kesuburan dan kesehatan tanah. Senyawa xenobiotik ini (logam berat dan hidrokarbon, pestisida, polutan organik persisten, POPs), hadir di tanah dan perairan, menciptakan banyak penyakit pada manusia dan hewan (seperti imunosupresi, gangguan hormon, kelainan reproduksi, dan kanker). Degradasi polutan xenobiotik dengan pendekatan konvensional berdasarkan metode fisikokimia merupakan tantangan secara ekonomi dan teknis. Teknik remediasi rhizo dan remediasi mikroba berdasarkan akar tanaman dan mikroba terkaitnya adalah teknologi yang paling menjanjikan, efisien, hemat biaya, ramah lingkungan, dan berkelanjutan. Berbagai bahan kimia seperti asam organik, asam amino, dan senyawa fenolik disekresikan oleh tumbuhan seperti eksudat akar. Senyawa ini memainkan peran penting dalam komunikasi antara akar tanaman dan mikroba dan juga membantu untuk merangsang remediasi dan efisiensi mikroba terhadap polutan xenobiotik. Bab buku ini mempertinggi degradasi senyawa xenobiotik dengan bantuan mikroba rizosfer yang dapat berasosiasi dengan tumbuhan untuk meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman serta mendegradasi senyawa xenobiotik menjadi bentuk unsur yang dapat diambil oleh tumbuhan dan mikroba. sebagai sumber nutrisi atau karbon. Penerapan mikroorganisme rhizospheric (seperti bakteri, jamur, dan actinomycetes) yang berinteraksi dengan akar tanaman membantu dalam degradasi senyawa xenobiotik tanpa menimbulkan masalah lingkungan dan juga menyediakan teknologi remediasi hijau yang efisien, ekonomis, dan berkelanjutan. Bab 14. Termoplastik Polihidroksialkanoat yang Dapat Terurai Secara Hayati Menggantikan Plastik Xenobiotik: Jalan Ke Depan untuk Lingkungan yang Berkelanjutan: Plastik, bahan ajaib dunia modern, sangat diperlukan dan ada di mana-mana. Stabilitas, daya tahan, dan biaya plastik yang rendah telah dikaitkan dengan kemampuan beradaptasi yang luas. Daya tahan dan ketahanan terhadap degradasi adalah fitur yang diinginkan saat plastik digunakan. Namun demikian, mereka menyebabkan masalah serius pada lingkungan saat dibuang karena sifat xenobiotiknya. Semua masalah plastik xenobiotik ini diterjemahkan ke dalam kebutuhan dan kepedulian terhadap produksi plastik/bioplastik yang dapat terurai secara hayati. Di antara bioplastik, polihidroksialkanoat (PHA) yang sepenuhnya dapat terurai secara hayati telah menerima peningkatan penelitian dan minat komersial karena sifatnya yang ramah lingkungan, aktif secara optik, elastomer, dan piezoelektrik, senyawa terbarukan, polimerisasi tingkat tinggi, non-toksisitas, biokompatibilitas, hidrofobisitas, dan sifat material yang sebanding dengan plastik konvensional. Hambatan utama yang dihadapi komersialisasi bioplastik PHA yang berjaya adalah mahalnya harga fermentasi bakteri. Inang fotoautotrofik seperti tumbuhan dan cyanobacteria sedang dieksplorasi di seluruh dunia untuk produksi PHA berbiaya rendah. Namun, produksi skala besar masih menjadi kendala. Saat ini, upaya besar telah dilakukan untuk membuat proses produksi PHA lebih hemat biaya dengan mengubah substrat dari yang mahal menjadi hemat biaya, rekayasa mikroorganisme yang efisien, meningkatkan proses fermentasi dan pemisahan, atau menerapkan pendekatan mutasi / teknik rekayasa genetika. Jadi, secara keseluruhan buku ini berisi semua informasi berharga yang berkaitan dengan berbagai jenis xenobiotik dan dampaknya terhadap fisiologi dan metabolisme tumbuhan. Ini pasti akan berguna bagi para ilmuwan, akademisi, peneliti, serta mahasiswa dari berbagai aliran. Xenobiotik adalah zat yang asing bagi tubuh organisme dan biasanya tidak diproduksi secara alami olehnya. Zat-zat ini dapat berupa obat-obatan, polutan lingkungan, pestisida, bahan kimia industri, dan senyawa apa pun yang bukan merupakan bagian dari biokimia normal organisme. Xenobiotik dapat memiliki berbagai efek pada organisme hidup, dan sering kali dimetabolisme dan didetoksifikasi oleh proses biokimia tubuh.

Availability

No copy data

Detail Information
Series Title
-
Call Number
571.7 SIN p
Publisher
Singapore : Springer.,
Collation
-
Language
English
ISBN/ISSN
978-981-10-2860-1
Classification
571.7
Content Type
text
Media Type
computer
Carrier Type
online resource
Edition
-
Subject(s)
Kontrol Biologikal dan Sekresi
Kontrol Biokimia
Specific Detail Info
-
Statement of Responsibility
Other Information
Cataloger
Erwin
Source
https://link.springer.com/10.1007/978-981-10-2860-1
Validator
-
Digital Object Identifier (DOI)
-
Journal Volume
-
Journal Issue
-
Subtitle
-
Parallel Title
-
Other version/related

No other version available

File Attachment
Comments
You must be logged in to post a comment