Wzrost organów roślinnych w obecności jonów glinu

• Autorzy: Mizerski R.

Warianty tytułu

EN

Plant growth in the presence of aluminum

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pomimo dużej liczby prac na temat fitotoksyczności glinu, mechanizm tego zjawiska wciąż nie jest wyjaśniony. Istnieje kilka hipotez dotyczących działania tego pierwiastka na komórki roślinne. Dotyczą one m.in. interakcji glinu ze składnikami ściany i błony komórkowej, zakłócania procesów transportu przez błonę i transdukcji sygnałów, hamowania podziałów komórkowych oraz oddziaływania na struktury cytoplazmatyczne. Celem pracy było określenie oddziaływania jonów glinu na wzrost siewek oraz komórek parenchymatycznych komórek segmentów koleoptyli kukurydzy. Badania przeprowadzono na całych siewkach oraz 10-mm segmentach koleoptyli Zea mays L., wycinanych z 4-dniowych, etiolowanych siewek. Wzrost wydłużeniowy siewek mierzono zmodyfikowaną metodą demograficzną, natomiast segmentów koleoptyli przy pomocy liniowego transducera kątowego. Glin w postaci AlCl3 stosowano w stężeniu 1 mmol∙dm-3. Wartość pH środowiska inkubacyjnego wynosiła 4,2. Wykazano, że glin ogranicza wzrost całych siewek, w szczególności korzeni oraz segmentów koleoptyli kukurydzy. Uzyskane wyniki mogą potwierdzać hipotezę, w myśl której glin zmienia przepuszczalność błony komórkowej, czego efektem jest zmiana ciśnienia turgorowego i modyfikacja wzrostu.

EN

Despite a large number of recently published papers on aluminum toxicity the mechanism of Al-induced growth inhibition remains poorly understood. Several mechanisms for aluminum exclusion were proposed. The main objective of the study was to determine and to compare the effect of aluminum ions on the root and shoot growth of seedlings of Zea mays L. and on the elongation of coleoptile segments cut from them. The experiments were carried out on maize seedlings and on 10-mm long coleoptile segments cut from four-day-old etiolated maize seedling. Elongation growth were performed using a modification of a shadow method (seedlings measured) and by means of a position of angular transducer (coleoptile segments measured). Aluminum (AlCl3) was used at the concentration of 1 mmol∙dm-3. pH of the incubation medium was 4.2. It was showed that the exposure of Zea mays L. seedlings and coleoptile segments to aluminum brought about a suppression of root growth and coleoptile elongation. It was found that aluminum ions caused the inhibition of root growth and stimulation of shoot growth. Elongation growth of maize coleoptile segments was limited by aluminum in 21% at the most. This data support the hypothesis that aluminum may lead to the alterations in membrane permeability and consequently change the turgor pressure and inhibit growth of plant tissues.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2009
• Tom: 534
• Opis fizyczny: s.173-181,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Mizerski R.

• Katedra Fizjologii Roślin, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski w Katowicach, ul.Jagiellońska 28, 40-032 Katowice

Bibliografia

• Bennet R.J., Breen C.M. 1991. The recovery of the roots of Zea mays L. from various aluminum treatments: towards elucidating the regulatory processes that underlie root growth control. Environ. Exp. Bot. 157: 447-451.
• Delhaize E., Ryan P.R. 1995. Aluminum toxicity and tolerance in plants. Plant Physiol. 107: 315-321.
• Frantzios G., Galatis B., Apostolakos P. 2000. Aluminum effects on microtubule organization in dividing root-tips cells of Triticum turgidum. I. Mitotic cells. New Phytol. 145: 211-224.
• Gunse B., Llugany M., Poschenrieder Ch., Barceló J. 1992. Simultaneous and continuous measurement of root and coleoptile growth with a computerized linear displacement transducer system. Plant Physiol. Biochem. 30(4): 499-504.
• Hasenstein K.H., Evans M.L. 1987. Effect of cations on hormone transport in maize roots. Plant Physiol. 83: 102.
• Karcz W., Lüthen H., Böttger M. 1999. Effect of IAA and 4-Cl-IAA on growth rate in maize coleoptile segments. Acta Physiol. Plant. 21(2): 133-139.
• Karcz W., Stolarek J., Lekacz H., Kurtyka R., Burdach Z. 1995. Comparative investigation of auxin and fusicoccin-induced growth and H+ - extrusion in coeoptile segments of Zea mays L. Acta Physiol. Plant. 17(1): 3-8.
• Karcz W., Stolarek J., Pietruszka M., Małkowski E. 1990. The dose response curves for IAA induced elongation growth and acidification of medium of Zea mays L. coleoptile segments. Physiol. Plant. 80: 257-261.
• Karcz W., Stolarek J., Zientara M. 1988. Short-term effects of Mn2+ on elongation growth and H+ - extrusion in Zea mays L. coleoptile segments. Acta Soc. Bot. Pol., Vol. 57, No. 3: 341-348.
• Kidd P., Proctor J. 2000. Effects of aluminium on the growth and mineral composition of Betula pendula Roth. J. of Exp. Bot. 51: 1057-1066.
• Kinraide T.B. 1991. Identity of the rhizotoxic aluminum species. Plant and Soil 134: 167-178.
• Kochian L.V. 1995. Cellular mechanisms of aluminum toxicity and resistance in plants. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 46: 237-260.
• Kurtyka R., Stolarek J., Karcz W. 1994. Cadmium stress in growth reaction of plant cells. Biol. Plant. 36 (suppl.): 28.
• Larsen P.B., Kochian L.V., Howell S.H. 1997. Al inhibits both shoot development and root growth in als3, an Al-sensitive Arabidopsis mutant. Plant Physiol. 114: 1207-1214.
• Lazof D.B., Goldsmith J.G., Rufty T.W., Linton R.W. 1994. Rapid uptake of aluminum into cells of intact soybean root tips. A microanalytical study using secondary ion mass spectrometry. Plant Physiol. 106: 1107-1114.
• Lüthen H., Bigdon M., Böttger M. 1990. Reexamination of the acid growth theory of auxin action. Plant Physiol. 93: 931-939.
• Małkowski E., Stolarek J., Karcz W. 1996. Toxic effect of Pb2+ ions on extension growth of cereal plants. Polish J. of Environ. Studies, Vol. 5, No. 1: 41-45.
• Massot N., Poschenrieder C., Barcelo J. 1992. Differential response of three bean Phaseolus vulgaris cultivars to aluminum. Acta Bot. Neerl. 41: 293-298.
• Mizerski R., Karcz W., Burdach Z. 1999. Reakcja elektryczna i wzrostowa komórek Nitellopsis obtusa na działanie glinu. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 469: 449-455.
• Mizerski R., Kurtyka R., Karcz W. 2008. Wzrost i rozciągliwość segmentów koleoptyli kukurydzy traktowanych glinem. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 524: 317-325.
• Mizerski R., Lekacz H., Karcz W. 2004. Wpływ glinu na potencjał membranowy komórek parenchymatycznych korzeni i koleoptyli siewek Zea mays L. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 496: 495-502.
• Olivetti G.P., Gumming J.R., Etherton B. 1995. Membrane potential depolarization of root cap cells precedes aluminum tolerance in snapbean. Plant Physiol. 109: 123-129.
• Parker D.R., Bertsch P.M. 1992. Identification and qualification of the “Al13” tridecameric polycation using ferron. Environ. Sci. Technol. 26, vol. 5: 908-914.
• Peters W.S., Felle H. 1991. Control of apoplast pH in corn coleoptile segments. I. The endogenous regulation of cell wall pH. J. of Plant Physiol. 137: 655-661.
• Rengel Z. 1996. Uptake of aluminum by plant cells. New Phytol. 134: 389-406.
• Ryan P.R., Tomaso D., Kochian L.V. 1993. Aluminum toxicity in roots; an investigation of spatial sensitivity and the role of the root cap. J. Exp. Bot. 44: 437-446.
• Sivaguru M., Baluška F., Volkmann D., Felle H.H., Horst W.J. 1999. Impacts of aluminum on the cytoskeleton of the maize root apex. Short-term effects on the distal part of the transition zone. Plant Physiol. 119: 1073-1082.
• Sivaguru M., Horst W.J. 1998. The distal part of the transition zone is the most aluminum-sensitive apical root zone of maize. Plant Physiol. 116: 155-163.

Uwagi

PL

Rekord w opracowaniu