Biochemiczne i fizjologiczne aspekty odpowiedzi grochu zwyczajnego (Pisum sativum L.) na obecność zwiększonej ilości miedzi w podłożu

• Autorzy: Smolik B. , Malinowska K.

Warianty tytułu

EN

Biochemical and physiological aspects of pea (Pisum sativum L.) response to the presence of increased content of copper in soil

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie reakcji biochemicznej i fizjologicznej grochu zwyczajnego na nadmiar miedzi w glebie. Materiał do badań stanowił groch zwyczajny (Pisum sativum), którego nasiona wysadzono do gleby z dodatkiem różnych ilości miedzi (2.5, 5 i 10 mmol∙kg-1 gleby). Oznaczenie aktywności katalazy, peroksydazy, zawartości MDA, proliny, chlorofilu a, b, karotenoidów, intensywności asymilacji CO2 i transpiracji oraz bilansu wodnego przeprowadzono w 14, 21 i 28 dniu wegetacji badanej rośliny. W miarę wzrostu zawartości miedzi w podłożu wzrastała zawartość dialdehydu malonowego i proliny u grochu siewnego. Najwyraźniejszy wzrost aktywności enzymów (CAT i POX) odnotowano w roślinach uprawianych w glebie z dodatkiem 5 mmol miedzi. Wzrastające dawki miedzi istotnie zmniejszyły u grochu intensywność asymilacji CO2, transpiracji oraz spowodowały wzrost wskaźnika WSD. Stwierdzono spadek zawartości chlorofilu a i b oraz istotny wzrost karotenoidów w liściach grochu w 28 dniu badań po zastosowaniu najwyższej dawki Cu (10 mmol∙kg-1 gleby).

EN

The aim of the studies was to determine biochemical and physiological reaction of pea to the excessive amount of copper in soil. The material for the investigation was pea (Pisum sativum L.), the seeds of which were sown in the soil with various amounts of copper added (2.5, 5 and 10 mmol∙kg-1 of soil). The activity of catalisis and peroxidasy, the amount of MDA, proline, chlorophyll a, b and carotenoids, the intensity of CO2 assimilation and transpiration and the water balance were determined on the 14th, 21st and 28th day of vegetation of the examined plant. With the increased amount of copper in the medium there was an increase in the content of malonic dialdehyde and proline in pea. The most distinct increase in the activity of enzyme (CAT and POX) was observed in plants cultivated in the soil with 5 mmol of copper added. Increasing doses of copper significantly decreased the intensity of CO2 assimilation and transpiration and caused an increase in the WSD index. A decrease in the amount of chlorophyll a and b and a significant increase of carotenoids in leaves of pea plant on the 28th day of the investigation was observed when the highest dose of Cu (10 mmol∙kg-1 of soil) was applied.

Słowa kluczowe

PL

aktywnosc enzymatyczna; barwniki chlorofilowe; bilans wodny; biochemia roslin; enzymy; fizjologia roslin; fotosynteza; groch zwyczajny; miedz; Pisum sativum; prolina; reakcje roslin; skazenia gleby; transpiracja; zawartosc proliny

EN

enzyme activity; chlorophyll pigment; water balance; plant biochemistry; enzyme; plant physiology; photosynthesis; garden pea; copper; Pisum sativum; proline; plant response; soil pollution; transpiration; proline content

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2009
• Tom: 541
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.391-400,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Smolik B.

• KatedraBiochemii, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, ul.Słowackiego 17, 71-434 Szczecin

autor

Malinowska K.

Bibliografia

• Arnon D.J., Allen M.B., Wharley F. 1956. Photosynthesis by isolated chloroplasts. Biochim. Biophys. Acta. 20 : 449-461.
• Bandurska H. 1991. The effect of proline on nitrate reductase activity in water - stressed barley leaves. Acta Physiol. Plant. 1: 3-11.
• Bartosz G. 2003. Druga twarz tlenu. Wolne rodniki w przyrodzie. PWN Warszawa: 84 ss.
• Bates L., Waldrem R., Teare I. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil 39: 205-207.
• Chance B., Machly A.C. 1955. Methods in enzymology. T2. p. red. Calonik C.P., N.O. Kaplan Academic Press. Nowy Jork: 764-775.
• Dey S.K., Dey J., Sanjukta P., Debasmita P. 2007. Changes in the antioxidative enzyme activities and lipid peroxidation in wheat seedlings exposed to cadmium and lead stress. Braz. J. Plant Physiol. 19(1): 53-60.
• Dopierała U. 2008. Effect of copper and temperature on growth and chlorophyll content of scentless mayweed (Tripleurospermum indorum L. Schultz-Bip.) orginated from vicinity of „Głogów” copper smelter. Abstract. XIII Międzyn. Konf. Nauk., Kraków 12-13.05.08 „Metal ions and other abiotic factors in the environment”: 55-56.
• Furmanek T., Andrzejewska-Ponomarev M. 2006. Wpływ ołowiu na rozwój roślin
• pomidora Lycopersicon sp. określony w warunkach in vitro. Słupskie Prace Biologiczne 3: 5-12.
• Jurkowska H., Rogóż A., Wojciechowicz T. 1996. Interactive influence of big doses of Cu, Zn, Pb and Cd on their uptake by plants. Pol. J. Soil Sci. 29(1): 73-78.
• Jasiewicz Cz., Zemanek M., Antonkiewicz J. 2004. Wpływ miedzi na zawartość barwników fotosyntetycznych u kukurydzy uprawianej w kulturach wodnych. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 496: 459-467.
• Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN Warszawa: 398 ss.
• Küpper H., Šetlik J., Spiller M., Küpper F.C., Prasill O. 2002. Heavy metal - induced inhibition of photosynthesis: targets of in viro heavy metals chlorophyll formation. J. of Phycol. 38(3): 429-441.
• Lagriffoul A., Mocquot B., Mench M., Vangronsveld J. 1998. Cadmium toxicity effects on growth, mineral and chlorophyll contents, and activities of stress related enzymes in young maize plants (Zea mays L.). Plant and Soil 200(2): 241-250.
• Lichtenthaler H.K., Wellburn A.R. 1983. Determinations of total carotenoids and chlorophyll a and b of leaf extracts in different solvents. Bioch. Soc. Trans. 11: 591-592.
• Lück H. 1963. Catalase., w: Methods of enzymatic analysis. Bergmeyer H-U., Verlag Chemie. Nowy Jork - Londyn: 885-888.
• Maksymiec W. 1997. Effect of copper on cellular processes in higher plants. Photosynthetica 34(3): 321-342.
• Mostowska A., Gwóźdź E.A. 1995. Reakcje aparatu fotosyntetycznego na stres oksydacyjny. Post. Biol. Kom. 22(1): 43-63.
• McBride M.B. 2001. Cupric ion activity in peat soil as a toxicity indicator for maize. J. Environ. Qual. 30: 78-84.
• McBride M.B., Martinem C.E. 2000. Copper phytotoxicity in a contaminated soil: remediation tests with adsorptive material. Environ. Sci. Technol. 34: 4386-4391.
• Piotrowska M., Dudka S., Bolibrzuch E. 1992. Wpływ zróżnicowanych dawek metali śladowych na plon oraz zawartość tych pierwiastków w kukurydzy. Cz. II. Miedź i ołów. Arch. Ochr. Środ. 2: 145-152.
• Smolik B., Malinowska K. 2006. Wpływ różnych dawek metali ciężkich na aktywność enzymów stresu oksydacyjnego oraz parametry fizjologiczne pszenicy jarej. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 515: 371-379.
• Stiborowa M., Doubravova M., Brezinova A. 1986. Eject of heavy metal ions on growth and biochemical characteristics of photosynthesis of barley (Hordeum vulgare L.). Photosynthetica 20: 418-425.
• Szkolnik M. 1980. Mikroelementy w życiu rośliny. PWRiL Warszawa: 411 ss.
• Sudhakar C., Lakshmi A., Giridarakumar S. 2001. Changes in the antioxidant enzyme efficacy in two high yielding genotypes of mulberry (Morus alba L.) under NaCl salinity. Plant Science 161(3): 613-619.
• Woźny A. 1995. Ołów w komórkach roślinnych. Wydawnictwo Sorus, Poznań: 162 ss.
• Woźny A., Przybył K. 2004. Komórki roślinne w warunkach stresu. T. 1, Cz. 2. Wyd. Nauk. UAM Poznań: 201 ss.
• Zhi-Ting X., Hai W. 2005. Copper toxicity and bioaccumulation in Chinese cabbage (Brassica pekinensis Rupr.). Environmental Toxicology and Water Quality 20(2): 188-194.
• Zhu B., Xiong A.S., Peng R.H., Xu J., Zhou J., Xu J.T., Jin X.F., Zhang Y., Hou X.L.,
• Yao Q.H. 2008. Heat stress protection in Aspen sp1 transgenic Arabidopsis thaliana. BMB Reports 41(5): 382-7. http://bmbreports.org