Influence of laser stimulation seeds on germination and initial growth of seedings Silene vulgaris

• Autorzy: Koszelnik-Leszek A. , Szajsner H. , Nowosad K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ stymulacji laserowej nasion na kiełkowanie i początkowy wzrost siewek Silene vulgaris

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of research was to determine the effect of pre-sowing stimulation of seeds from selected ecotypes of Silene vulgaris with semiconductor laser beams on increased phytoremediating ability of plants. Three ecotypes of Silene vulgaris, originating from the area of natural (Gajków ecotype) and elevated content of heavy metals (Wiry and Szopienice ecotypes) were subjected to investigation. The following doses of laser light were applied: D₁ – single, D₃ – threefold, D₅ – fivefold, D₇ – sevenfold – and D₁₀ – tenfold irradiation with basic dose amounting 2.5 · 10⁻¹J cm⁻² and control variant C – seeds not subjected to irradiation. The ecotypes subjected to examination did significantly differ in their properties. It was possible to observe diverse response of the ecotypes to applied pre-sowing laser radiation. The improvement in the sowing value was obtained after application of doses D₁, D₃ and D₅, while stimulation of biometric traits of seedlings resulted from the introduction of doses D₃, D₇ and D₁₀. The two of them (Wiry and Gajków ecotypes) showed increased sowing value, as well as elongation of embryonic root and above – ground parts of seedlings. The ecotype originating from Szopienice proved to be insensitive to pre-sowing application of laser radiation.

PL

Celem badań było określenie wpływu przedsiewnej stymulacji nasion Silene vulgaris promieniami lasera półprzewodnikowego na wartość siewną oraz cechy morfologiczne siewek. Stymulacja prowadziła do zwiększenia zdolności fitoremediacyjnych wybranych ekotypów. Badano trzy ekotypy Silene vulgaris pochodzące z obszarów o naturalnej (ekotyp Gajków) i podwyższonej zawartości metali ciężkich (ekotypy Szopienice i Wiry). Zastosowano następujące dawki światła laserowego: D₁ (jedno-), D₃ (trzy-), D₅ (pięcio-), D₇ (siedmio-) i D₁₀ – dziesięciokrotne naświetlanie dawką podstawową wynoszącą 2.5 · 10⁻¹J cm⁻², czas naświetlania 4.1 min. oraz wariant kontrolny (C) – nasiona niepoddane naświetlaniu. Ekotypy różniły się istotnie pod względem badanych cech. Obserwowano zróżnicowaną reakcję na zastosowane przedsiewnie promieniowanie laserowe. Poprawę wartości siewnej otrzymano po zastosowaniu dawek D₁, D₃ i D₅, natomiast stymulację cech biometrycznych siewek pod wpływem D₃, D₇ i D₁₀. Dwa z badanych ekotypów (Wiry i Gajków) reagowały podwyższeniem wartości siewnej, jak również wydłużeniem korzeni zarodkowych i nadziemnych części siewek. Ekotyp pochodzący z Szopienic okazał się niewrażliwy na przedsiewne zastosowanie promieniowania laserowego.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Natural Sciences
• Rocznik: 2014
• Tom: 29
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.5-16,fig.,ref.

Twórcy

autor

Koszelnik-Leszek A.

• Department of Botany and Plant Ecology, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, pl. Grunwaldzki 24a, 50-363 Wroclaw, Poland

autor

Szajsner H.

• Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Wroclaw, Poland

autor

Nowosad K.

• Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Wroclaw, Poland

Bibliografia

• ASHRAFIJOU M., SADAT NOORI, IZADI DARBANDI A.S., SAGHAFI S. 2010. Effect of salinity and radiation on proline accumulation in seeds of canola (Brassica napus L.). Plant Soil Environ., 56(7): 312–317.
• BRATTELER M., WIDMER A., BALTISBERGER M., EDWARDS P.J. 2002. Genetic architecture of assiociated with habitat adaptation in Silene vulgaris (Caryophyllaceae). Bull. Geobot. Inst. ETH, 68: 95–103.
• CHANEY R.L., ANGLE J.S., MCINTOSH M.S., REEVES R.D., LI Y.M., BREWER E.P., CHEN K.Y., ROSEBERG R.J., PERNER H., SYNKOWSKI E.C., BROADHURST C.L., WANG S., BAKER A.J. 2005. Using hyperaccumulator plants to phytoextract soil Ni and Cd. Z Naturforsch, 60C(3–4): 190–198.
• DANAILA-GUIDEA S., NICULITA P., RISTICI E., POPA M., RISTICI M., BURNICHI F., DRAGHICI M. GEICU M. 2011. The influence of modulated red laser light on seedlings of some annual ornamental species (Dianthus caryophyllus and Petunia hybrida). Rom. Biotechnol. Lett. 16(6): 34–39.
• GABBRIELLI R., PANDOLFINI T., VERGNANO O., PALANDRII M.R. 1990. Comparison of serpentine species with different nickel tolerance strategies. Plant and Soil., 122: 271–277.
• GRYGIERZEC B., GOWIN K. 2010. Wpływ stymulacji laserowej nasion na biokumulację metali ciężkich w kostrzewie czerwonej. Łąkarstwo w Polsce, 13: 45–55.
• HARMENS H., DEN HARTOG P.R., WILMA M., BOOKUM T., VERKLEIJ J.A.C. 1993. Increased zinc tolerance in Silene vulgaris (Moench) Garcke in not due to increased production of phytochelatins. Plant Physiol., 103: 1305–1309.
• ISTA. 2008. International Rules for Seed Testing. Int. Seed Testing Association Press, Bassersdorf, CH, Switzerland.
• JAKUBIAK M., ŚLIWKA M. 2008. Zagospodarowanie i rekultywacja terenów o podwyższonym zasoleniu zdegradowanych w wyniku działalności górniczej. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 24(3/3): 129–138.
• JAKUBIAK M., ŚLIWKA M. 2009 Wpływ fotostymulacjina zawartość wybranych pierwiastków w liściach wierzb energetycznych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 40: 411–418.
• JAKUBIAK M., ŚLIWKA M. 2010. Zmiany zawartości pierwiastków śladowych w wierzbach (Salix viminalis) pod wpływem stymulacji zrzezów światłem spójnym. Proccedings of ECOpole, 4(2): 389–395.
• KANDZIORA M., HEFLIK M., NADGÓRSKA-SOCHA A., CIEPAŁ R. 2007. Synteza związków bogatych w grupy – SH jako odpowiedz na podwyższone stężenie metali ciężkich u roślin Silene vulgaris (CARYOPHYLLACEAE). Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 33: 69–72.
• KAZAKOU E., ADAMIDIS G.C., BAKER A.J.M., REEVES R.D., GODINO M., DIMITRAKOPULOS P.G. 2010. Species adaptation in serpentine soils in Lesbos Island (Greece): metal hyperaccumulation and tolerance. Plant Soil, 332: 369–385.
• KOSZELNIK-LESZEK A. 2007. Budowa blaszki liściowej oraz zawartość chromu, niklu i cynku w Silene vulgaris (Moench) Garcke i w glebie na hałdzie odpadów serpentynitowych w Wirkach (Dolny Śląsk). Zesz. Prob. Post. Nauk Roln., 520: 227–234.
• KOSZELNIK-LESZEK A. WALL Ł. 2009. The estimation of selected heavy metals and macroelements content in Dianthus carthusianorum l., in serpentine damp and natural habitat. Advances of Agricultural Sciences Problem Issues, 541: 245–253.
• KOSZELNIK-LESZEK A. 2012. Accumulation of heavy metals by Silene vulgaris occurring on serpentine waste dump in Grochów (Lower Silesia). Ecol. Chem. Eng A., 19(4–5): 411–420.
• MATUSZKIEWICZ W. 2008. Przewodnik do oznaczenia do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. PWN, Warszawa, p. 537.
• NADGÓRSKA-SOCHA A., CIEPAŁ R., 2009. Phytoextraction of zinc, lead and cadmium with Silene vulgaris (Moench) Gracke in the post industrial area. Ecol. Chem. Eng., 16(7): 831–837.
• NADGÓRSKA-SOCHA A., KANDZIORA-CIUPA M., CIEPAŁ R., WALASEK K. 2011. Effects of Zn, Cd, Pb on Physiological Response of Silene vulgaris Plants from Selected Populations. Pol. J. Environ. Stud., 20(3): 599–604.
• PALIOURIS G., HUTCHINSON T.C. 1991. Arsenic, cobalt and nickel tolerances in two populations of Silene vulgaris (Moench) Gracke from Ontario, Canada. New. Phytol., 117: 449–459.
• PROCTOR J. 2003. Perspectives in Plant Ecology. Evolution and Systematics, 6(1–2): 105–124.
• PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., LEWANDOWSKA S., SPYRKA B. 2013. The influence of pre-sowing seed stimulation and foliar fertilization with boron on sugar beet productivity. Osivo a sadba XI. Odborný a vedecký seminar, Sbornik referatu, pp. 68–72 Praga.
• PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H., SPYRKA B., BĄK K. 2012. The influence of pre-sowing stimulation of seeds on changes in chemical composition and sucrose content in sugar beet. J. Elem., 17(4): 639–648.
• PODLEŚNY J. 2002. Studia nad oddziaływaniem światła laserowego na nasiona, wzrost i rozwój roślin oraz plonowanie łubinu białego (Lupinus albus L.) Monografie i Rozprawy Naukowe, nr 3 IUNG Puławy.
• PODLEŚNY J. 2000. Oddziaływanie światła laserowego na rozwój i plonowanie łubinu białego (Lupinus albus L.). Pam. Puł., 121: 147–191.
• PODLEŚNY J., STOCHMAL A., PODLEŚNA A., MISIAK L.E. 2012. Effect of laser light treatment on some biochemical and physiological processes in seeds and seedlings of white lupine and faba bean. Plant Growth Regul., 67: 227–233.
• SACAŁA E., DEMCZUK A., GRZYŚ E., PROŚBA-BIAŁCZYK U., SZAJSNER H. 2012. Impact of presowing laser irradiation of seeds on sugar beet properties. Int. Agrophys., 26(3): 295–300.
• SZAJSNER H. 2009. Analiza efektów działania promieniowania laserowego na ziarniaki wybranych genotypów roślin zbożowych. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, 571.
• SZAJSNER H., PROŚBA-BIAŁCZYK U., LEWANDOWSKA S., SACAŁA E., DEMCZUK A., GRZYŚ E. 2013. Germination of Sugar Beet Depending on the Method of Preparing Seeds. Osivo a sadba XI. Odborný a vedecký seminar, Sbornik referatu, p. 217–222 Praga
• ŚLIWKA M., JAKUBIAK M. 2009. Wpływ światła spójnego na zmiany zawartości pierwiastków w biomasie roślin Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 40: 380–387.
• ŚLIWKA M., JAKUBIAK M. 2010. Zastosowanie stymulacji laserowej hydrofitów w celu zwiększenia fitoremediacji pierwiastków biogennych. Proceedings of EC Opole, 4(1): 205–221.
• VERKLEJI J.A.C., PRAST J.E. 1989. Cadmium tolerance and co-tolerance in Silene vulgaris (Moench) Gracke. New. Phytol., 111: 637–645.
• WESTERBERGH A. 1994. Serpentine and non-serprntine Silene dioica plants do not differ in Nickel tolerance. Plant and Soil, 167: 297–303.
• WIERZBICKA M., PANUFNIK D. 1998. The adaptation of Silene vulgaris to the growth on a calamine waste heap (S. Poland). Environ. Pollut., 101: 415–426.
• ŻOŁNIERZ L. 2007. Zbiorowiska trawiaste wystepujące na dolnoślaskich serpentynitach – wybrane aspekty ekologii. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, 555.