Wpływ stymulacji nasion Scorzonera hispanica L. światłem lasera na zawartość barwników fotosyntetycznych w liściach

Warianty tytułu

EN

Effect of laser light stimulation of Scorzonera hispanica L. seeds on the content of photosynthetic pigments in leaves

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawione wyniki badań dotyczyły efektów stymulacji nasion światłem lasera He-Ne na zawartość barwników fotosyntetycznych w liściach skorzonery odmiany ‘Maxima’. Sprawdzono również, czy naświetlanie nasion może wpływać na długość czasu życia fluorescencji chlorofilu a w liściach i w ekstrakcie z liści. Materiał badawczy stanowiły liście roślin wyrosłych z nasion zebranych w latach 2009, 2010, 2011, 2012. Zdolność kiełkowania tych nasion wynosiła odpowiednio 50,8; 71,0; 93,0; 79,3%. Przed siewem nasiona poddano stymulacji elektromagnetycznej światłem lasera He-Ne o długości fali 632,8 nm i powierzchniowej gęstości mocy 3 mw∙cm–2 – w czasie 1, 5, 10 i 30 minut. Nasiona niestymulowane traktowano jako kontrolę. Zawartość chlorofilu a i b oraz karotenoidów w liściach skorzonery była większa w roślinach wyrosłych z nasion młodszych (zebranych w latach 2011 i 2012) niż z nasion starszych (zebranych w latach 2009 i 2010). Stymulacja nasion młodszych światłem lasera wpłynęła na zmniejszenie zawartości tych barwników w liściach. Czas życia fluorescencji chlorofilu w ekstrakcie z liści był dłuższy niż w liściach. Nie stwierdzono istotnego wpływu stymulacji laserowej nasion na czas życia fluorescencji chlorofilu w ekstrakcie z liści skorzonery. Parametr ten był wyższy w ekstrakcie liści roślin wyrosłych z nasion młodszych (ze zbioru w latach 2011, 2012) niż starszych (ze zbioru w latach 2009, 2010).

EN

The results of the research concerned the effect of seed stimulation with He-Ne laser light on the content of photosynthetic pigment in scorzonera leaves of the Maxima cultivar. It was also examined whether the exposure of the seeds could affect the lifetime of chlorophyll a fluorescence of scorzonera leaves extract and scorzonera leaves. The research material were leaves which came from plants grown from seeds harvested in 2009, 2010, 2011 and 2012. The germination capacity of the seeds was 50.8, 71.0, 93.0 and 79.3%. Prior to sowing, the seeds were subjected to electromagnetic stimulation with He-Ne laser light with a wavelength of 632.8 nm and a surface power density of 3 mW cm–2 for 1, 5, 10 and 30 minutes. Untreated seeds were the control. The content of chlorophyll a and b and carotenoids in leaves was higher in plants grown from younger seeds (harvested in 2011 and 2012) than from older seeds (harvested in 2009 and 2010). Stimulation of younger seeds with laser light caused a reduction of the content of these pigments. The lifetime of chlorophyll a fluorescence of the leaves extract was longer than that of the leaves. There was no significant effect of laser stimulation of seeds on chlorophyll a fluorescence lifetime in leaves extract of scorzonera. This parameter was higher in leaves extract of plants grown from younger seeds (harvested in 2011, 2012) than from older seeds (harvested in 2009, 2010).

Słowa kluczowe

EN

scorzonera; Scorzonera hispanica; Maxima cultivar; seed; electromagnetic stimulation; laser stimulation; laser light; photosynthetic pigment; photosynthetic pigment content; chlorophyll fluorescence

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrophysica
• Rocznik: 2017
• Tom: 24
• Numer: 3
• Opis fizyczny: s.419-431,tab.,bibliogr.

Twórcy

Bibliografia

• Berezin M.Y., Achilefu S., 2010. Fluorescence Lifetime Measurements and Biological Imaging. Chem. Rev., 110, 2641-2684, doi: 10.1021/cr900343z.
• Chwil M., Krawiec M., Krawiec P., Chwil S., 2015. Micromorphology of the epidermis and anatomical structure of the leaves of Scorzonera hispanica L. Acta Soc. Bot. Pol., 84(3), 357-367, doi: 10,5586/asbp,2015,033.
• Coşkunçelebi K., Makbul S., Gültepe M., Onat D., Güzel M.F., Okur S., 2012. A new Skorzonera (Asteraceae) species from South Anatolia, Turkey, and its taxonomic position based in molecular data. Turk. J. Bot., 36, 299-310.
• Costes C., Coϊc Y., 1957. Variations des pigments foliaires en fonction de la carence en azote et du vieillissement chez le Tabac. C. R. Acad. Sci. Paris, 244(10), 1398-1401.
• Ćwintal M., Dziwulska-Hunek A., 2013. Effect of electromagnetic stimulation of alfalfa seeds. Int. Agrophys., 27, 391-401, doi: 10.2478/intag-2013-0009.
• Ćwintal M., Dziwulska-Hunek A., Sujak A., 2016. Yield parameters of old and Young lucerne plants upon pre-sowing electromagnetic seed stimulation. Acta Agroph., 23(1), 15-29.
• Dziwulska-Hunek A., Sujak A., Kornarzyński K., 2013. Short-Term Exposure to Pre-Sowing Electromagnetic Radiation of Amaranth Seeds Affects Germination Energy but not Photosynthetic Pigment Content. Pol. J. Environ. Stud., 22(1), 93-98.
• Gej B.. 1966. Zmiany w zawartości chlorofilu a i b w liściach różnego wieku niektórych roślin dwuliściennych. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, XXXV(2), 209-224.
• Gitelson A.A., Gritz Y., Merzlyak M.N., 2003. Relationships between leaf chlorophyll content and spectral reflectance and algorithms for non-destructive chlorophyll assessment in higher plant leaves. J. Plant Physiol., 160, 271-282.
• Golian J., Anyszka Z., Kohut M. 2012. Effectiveness of different methods of weed management in celeriac (Apium Graveolens L. var. Rapaceum (Mill.)Gaud.). Journal of Research andApplications Engineering, 57(3), 110-114.
• Hernandez A.C., Carballo A.C., Artola A., Michtchenko A. 2006. Laser irradiation effects on maize seed field performance. Seed Sci. Technol., 34, 193-197.
• Hernandez A.C., Carballo A.C., Cruz O.A., Ivanov R., Dominguez A.P. 2008. The carotenoid content in seedlings of maize seeds irradiated by a 650 nm diode laser: Qualitative photoacoustic study. Eur. Physical J. Spec. Top. 153, 515. doi: 10.1140/epjst/e2008-00497-1
• Hernandez,A.C., Dominguea P.A., Cruz O.A., Ivanov R., Carballo C.A., Zepeda B.R., 2010. Laser in agriculture. Int. Agrophys., 24, 407-422.
• Kalaji H.M., Guo P., 2008. Chlorophyll fluorescence: a useful tool in barley plant breeding programs. W: Photochemistry Research Progress (Eds. A. Sánchez, S.J. Gutierrez). Nova Science Publishers, New York, 439-463.
• Kelly G., 2008. Inulin-type prebiotics – a review: part 1. Alternat. Med. Rev., 14(4), 315-329. Kırca A., Yemiş O., Özkan M. 2006. Chlorophyll and colour changes in grapevine leaves preserved
• by passive modification. Eur Food Res Technol 223, 387-393. DOI 10.1007/s00217-005-0216-6. Kilian N., Gemeinholzer, B., Lack H.W. 2009. Cichorieae – Chapter 24, Systematics, Evolution, and Biogeography of Compositae. International Association for Plant Taxonomy (IAPT), Vienna.
• Koper R., 1994. Pre-sowing laser biostimulation of seeds of cultivated plants and its results in agrotechnics. Int. Agrophys., 8, 593-596.
• Koper R., 1996. Urządzenie do przedsiewnej laserowej biostymulacji nasion metodą ich naświetlania nastawnymi dawkami energii. Patent RP, 296303.
• Krawiec M., Dziwulska-Hunek A., Sujak A., Palonka S., 2015. Laser irradiation effects on scorzonera (Scorzonera hispanica L.) seed germination and seedling emergence. Acta Scientiarum Polonorum Hortorum Cultus, 14(2), 145-158.
• Krawiec M., Dziwulska-Hunek A., 2009. Effect of pre-sowing laser stimulation on germination of pea seeds (Pisum sativum L.) and field emergence (in Polish). ZPPN, 539, 359-364.
• Lakowicz J.R., 2006. Principles of Fluorescence Spectroscopy. 3rd edition, Spronger Science+Business Media LLC, New York, USA.
• Liu B., Yue Y.M., Li R., Shen W.J., Wang K.L., 2014. Plant leaf chlorophyll content retrieval based on a field imaging spectroscopy system. Sensors, 14, 19910-19925, doi:10.3390/s141019910
• Matwijczuk A., Kornarzyński K., Pietruszewski S., 2012. Effect of field on seed germination and seedling growth of sunflower. Int. Agophys., 26, 271-278.
• Nowiński M., 1970. Dzieje upraw i roślin uprawnych. PWRiL, Warszawa, 295. Nuez F., Bermejo J.E.H., 1994. Neglected Crops: 1492 from a Different Perspective, Hernándo Bermejo J.E., León J. (eds). Plant Prod, Protect,, ser.26, FAO, Rome, Italy, 303-332.
• Ożarowski A., Jaroniewski W., 1989. Rośliny lecznicze i ich praktyczne zastosowanie. Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, 274-277.
• Patkowska E., Konopiński M., 2008. Pathogenicity of selected soil-borne microoranisms for skorzonera seedlings (Scorzonera hisoanica L.). Folia Hortic. Ann., 20(1), 31-42,
• Pedrós R., Moya I. Goulas Y., Jacquemoud S., 2008. Chlorophyll fluorescence emission spectrum inside a leaf. Photochem. Photobiol. Sci., 7, 498-502, doi: 10.1039/B719506K.
• Podleśny J., 2007. Wpływ napromieniowania nasion laserem i desykacji roślin na plonowanie i cechy jakościowe nasion łubinu białego. Acta Agroph., 9(3), 733-745.
• Puternicki A., 2010. Zastosowanie półprzewodnikowych źródeł światła do wspomagania wzrostu roślin. Prace Instytutu Elektrotechniki, 245, 69-86.
• Rumińska A., 1983. Rośliny lecznicze. PWN, Warszawa, 33.
• Sacała E., Demczuk A., Grzyś E., Prośba-Białczyk U., Szajner H., 2012. Impact of presowinglaser irradiation of seeds on sugar beet properties, Int. Agrophys., 26, 295-300, doi: 10.2478/ v10247-012-0042-6. 430 A. DZIWULSKA-HUNEK i in.
• Sánchez C., Baranda A.B., Martínez de Marañón I., 2014. The effect of high pressure and high temperature processing on carotenoids and chlorophylls content in some vegetables, Food Chem.,163, 37-45, doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.04.041
• Sarijeva G., Knapp M., Lichtenthaler H.K., 2007. Differences in photosynthetic activity, chlorophyll and carotenoid levels, and in chlorophyll fluorescence parameters in green sun and shade leaves of Ginkgo and Fagus. J. Plant Physiol., 164, 950-955.
• Starck Z., 2014. Fizjologia roślin: jak było wczoraj, jak jest dziś, a co przyniesie jutro? Kosmos Problemy Nauk Biologicznych, Polskie Towarzystwo Przyrodników im. Kopernika, 63(4), 569-689.
• Sujak A., Dziwulska-Hunek A., Reszczyńska E., 2013. Effect of Electromagnetic Stimulation on Selected Fabaceae Plants. Pol, J, Environ, Stud,, Vol, 22, No 3, 893-898.
• Starzycki M., Rybiński W., Starzycka E., Pszczoła J., 2005. Laser light as a physical factor enhancing rapeseed resistance to blackleg disease. Acta Agroph., 5(2), 441-446.
• Śledź M., Witrowa-Rajchert D., 2012. Składniki biologiczne czynne w suszonych ziołach – czy ciągle aktywne? Kosmos Problemy Nauk Biologicznych Polskie Towarzystwo Przyrodników im. Kopernika, 61(2), 319-329.
• Wierzbicka B., 2000. Skorzonera. Polowa uprawa warzyw. Praca zbiorowa pod redakcją M. Orłowskiego. Wyd. BRASIKA, Szczecin, 285-289.
• Willows R.D., 2004. Chlorophylls, In: Plant pigments and their manipulation (Ed. K.M. Davies),. Blackwell Publishing. Oxford, UK, pp. 23-46.
• Wu Ch., Niu Z., Tang Q., Huang W. 2008., Estimating chlorophyll content from hyperspectral vegetation indices: Modeling and validation, Agr. Forest Meteorol., 148, 1230-1241, doi: 10.1016/j. agrformet.2008.03.005.