PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Czasopismo

2017 | 70 | 2 |

Tytuł artykułu

Morpho-histological analysis of tomato (Solanum lycopersicum L.) plants after treatment with juglone

Autorzy

Treść / Zawartość

Warianty tytułu

PL
Morfologiczno-histologiczna analiza łodyg pomidora (Solanum lycopersicum L.) traktowanego juglonem. Czy juglon wpływa pozytywnie na wzrost roślin?

Języki publikacji

EN

Abstrakty

EN
Juglone is a substance that limits plant growth and has a toxic effect on plant development. In this study, we analyzed the influence of juglone at two different concentrations (10−3 M and 10−4 M), which were applied to different parts of Solanum lycopersicum L. plants (root system, stem after decapitation, and surface of a younger leaf or after autografting) for a short period of time (7 days), on the morphology and histology of stems. At a lower concentration, juglone had positive effects on plant growth, which resulted in an increase in interfascicular cambial cell divisions, faster development of a continuous cambium layer along the stem circumference, and development of fibers. Additionally, under the influence of juglone, the number of developing leaves increased and adventitious roots developed. The results are discussed based on the current literature concerning the reaction of plants to juglone and to stress conditions.
PL
Badania prowadzono na kilkutygodniowych roślinach pomidora (Solanum lycopersicum L.) traktowanych juglonem w dwóch stężeniach (10−3 M lub 10−4 M) przez okres 7 dni. Juglon podawany był albo do systemu korzeniowego, albo w postaci pasty lanolinowej na dekapitowane pędy lub powierzchnię najmłodszego liścia. Sprawdzono również wpływ juglonu na tempo procesu zrastania się zrazu z podkładką po autoszczepieniu. Rośliny traktowane juglonem (niezależnie od miejsca aplikacji) w stężeniu 10−4 M, były większe w porównaniu do roślin kontrolnych, miały więcej rozwiniętych liści, charakteryzowały się wytwarzaniem korzeni przybyszowych, a proces zrastania się zrazu z podkładką przebiegał szybciej niż w roślinach kontrolnych. Juglon podany w wyższym stężeniu wpływał hamująco na wzrost i rozwój roślin w odniesieniu do analizowanych parametrów wzrostowych. Analiza histologiczna pokazała, że w roślinach traktowanych juglonem w stężeniu 10−4 M zwiększona była liczba komórek kambium w rzędach promieniowych, szybciej zakładał się ciągły na obwodzie łodygi pokład kambium i dochodziło do różnicowania się włókien, czego nie stwierdzono w roślinach kontrolnych, będących w tym samym wieku. Uzyskane wyniki zostały przedyskutowane w oparciu o literaturę opisującą wpływ juglonu na wzrost i rozwój roślin oraz w aspekcie odpowiedzi rośliny na działający czynnik stresowy.

Słowa kluczowe

Wydawca

-

Czasopismo

Rocznik

Tom

70

Numer

2

Opis fizyczny

Article 1701 [10p.], fig.,ref.

Twórcy

Bibliografia

  • 1. Babula P, Vaverkova V, Poborilova Z, Ballova L, Masarik M, Provaznik I. Phytotoxic action of naphthoquinone juglone demonstrated on lettuce seedling roots. Plant Physiol Biochem. 2014;84:78–86. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2014.08.027
  • 2. Jasicka-Misiak I. Allelopatyczne właściwości metabolitów wtórnych roślin uprawnych. Wiadomości Chemiczne. 2009;63:39–62.
  • 3. Hejl AM, Einhellig FA, Rasmussen JA. Effects of juglone on growth, photosynthesis, and respiration. J Chem Ecol. 1993;19:559–568. https://doi.org/10.1007/BF00994325
  • 4. Rudnicka M, Polak M, Karcz W. Cellular responses to naphthoquinones: juglone as a case study. Plant Growth Regul. 2013;72:239–248. https://doi.org/10.1007/s10725-013-9855-y
  • 5. Kozak A, Leszczyński B, Sempruch C, Sytykiewicz H. Allelopatyczne oddziaływanie juglonu. Kosmos. 2014;305:611–622.
  • 6. Gniazdowska A, Oracz K, Bogatek R. Allelopatia – nowe interpretacje oddziaływań pomiędzy roślinami. Kosmos. 2004;263:207–217.
  • 7. Khodzhibaeva SM, Filatova OF, Tyshchenko AA. New aspects of the preparation and control of juglone. Chem Nat Compd. 2000;36:281–283. https://doi.org/10.1007/BF02238336
  • 8. Kocacë Aliskan I, Terzi I. Allelopathic effects of walnut leaf extracts and juglone on seed germination and seedling growth. J Hortic Sci Biotechnol. 2001;76:436–440. https://doi.org/10.1080/14620316.2001.11511390
  • 9. Page D, Gouble B, Valot B, Bouchet JP, Callot C, Kretzschmar A, et al. Protective proteins are differentially expressed in tomato genotypes differing for their tolerance to low-temperature storage. Planta. 2010;232:483–500. https://doi.org/10.1007/s00425-010-1184-z
  • 10. Monteiro CC, Carvalho RF, Gratão PL, Carvalho G, Tezotto T, Medici LO, et al. Biochemical responses of the ethylene-insensitive Never ripe tomato mutant subjected to cadmium and sodium stresses. Environ Exp Bot. 2011;71:306–320. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2010.12.020
  • 11. Fischer I, Camus-Kulandaivelu L, Allal F, Stephan W. Adaptation to drought in two wild tomato species: the evolution of the Asr gene family. New Phytol. 2011;190:1032–1044. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2011.03648.x
  • 12. Wang M, Jiang W, Yu H. Effects of exogenous epibrassinolide on photosynthetic characteristics in tomato (Lycopersicon esculentum Mill) seedlings under weak light stress. J Agric Food Chem. 2010;58:3642–3645. https://doi.org/10.1021/jf9033893
  • 13. Jeffree CE, Yeoman MM. Development of intercellular connections between opposing cells in a graft union. New Phytol. 1983;93:491–509. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1983.tb02701.x
  • 14. Huber DP, Philippe RN, Godard KA, Sturrock RN, Bohlmann J. Characterization of four terpene synthase cDNAs from methyl jasmonate-induced Douglas-fir, Pseudotsuga menziesii. Phytochemistry. 2005;66:1427–1439. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2005.04.030
  • 15. Vitha S, Baluška F, Braun M, Šamaj J, Volkmann D, Barlow PW. Comparison of cryofixation and aldehyde fixation for plant actin immunocytochemistry: aldehydes do not destroy F-actin. Histochem J. 2000;32:457–466.
  • 16. Rice EL. Allelopathy – update. Bot Rev. 1979;45:15–109. https://doi.org/10.1007/BF02869951
  • 17. Whittaker RH, Feeny PP. Allelochemics – chemical interactions between species. Science. 1971;171:757. https://doi.org/10.1126/science.171.3973.757
  • 18. Rizvi SJH, Rizvi V. Exploitation of allelochemicals in improving crop productivity. In: Rizvi SJH, Rizvi V, editors. Allelopathy basic and applied aspects. Dordrecht: Springer Netherlands; 1992. p. 443–472. https://doi.org/10.1007/978-94-011-2376-1_25
  • 19. Terzi I. Allelopathic effects of juglone and decomposed walnut leaf juice on muskmelon and cucumber seed germination and seedling growth. Afr J Biotechnol. 2008;7:1870–1874.
  • 20. Terzi I. Allelopathic effects of juglone and walnut leaf and fruit hull extracts on seed germination and seedling growth in muskmelon and cucumber. Asian Journal of Chemistry. 2009;21:1840–1846.
  • 21. Terzi I, Kocaçalışkan I. Alleviation of juglone stress by plant growth regulators in germination of cress seeds. Scientific Research and Essays. 2009;4:436–439.
  • 22. Hejl AM, Koster KL. Juglone disrupts root plasma membrane H+-ATPase activity and impairs water uptake, root respiration, and growth in soybean (Glycine max) and corn (Zea mays). J Chem Ecol. 2004;30:453–471. https://doi.org/10.1023/B:JOEC.0000017988.20530.d5
  • 23. Jose S, Gillespie AR. Allelopathy in black walnut (Juglans nigra L.) alley cropping. II. Effects of juglone on hydroponically grown corn (Zea mays L.) and soybean (Glycine max L. Merr.) growth and physiology. Plant Soil. 1998;203:199–205. https://doi.org/10.1023/A:1004353326835
  • 24. Torabi Z, Rafiei F, Shabani L, Danesh Shahraki A. Physiological and molecular response of annual Medicago species to juglone. Acta Physiol Plant. 2015;37:248. https://doi.org/10.1007/s11738-015-1999-0
  • 25. Terzi I, Kocaçalişkan I, Benlioğlu O, Solak K. Effects of juglone on growth of cucumber seedlings with respect to physiological and anatomical parameters. Acta Physiol Plant. 2003;25:353–356. https://doi.org/10.1007/s11738-003-0016-1
  • 26. Funk DT, Case PJ, Rietveld WJ, Phares RE. Notes: effects of juglone on the growth of coniferous seedlings. Forest Science. 1979;25:452–454.
  • 27. Chen SY, Chi WC, Trinh NN, Cheng KT, Chen YA, Lin TC, et al. Alleviation of allelochemical juglone-induced phytotoxicity in tobacco plants by proline. J Plant Interact. 2015;10:167–172. https://doi.org/10.1080/17429145.2015.1045946
  • 28. Rietveld WJ. Allelopathic effects of juglone on germination and growth of several herbaceous and woody species. J Chem Ecol. 1983;9:295–308. https://doi.org/10.1007/BF00988047
  • 29. Neave IA, Dawson JO. Juglone reduces growth, nitrogenase activity, and root respiration of actinorhizal black alder seedlings. J Chem Ecol. 1989;15:1823–1836. https://doi.org/10.1007/BF01012269
  • 30. Poborilova Z, Ohlsson AB, Berglund T, Vildova A, Provaznik I, Babula P. DNA hypomethylation concomitant with the overproduction of ROS induced by naphthoquinone juglone on tobacco BY-2 suspension cells. Environ Exp Bot. 2015;113:28–39. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2015.01.005
  • 31. Kocaçalışkan I, Turan E, Terzi I. Juglone effects on seedling growth in intact and coatless seeds of muskmelon. Afr J Biotechnol. 2008;7:4446–4449.
  • 32. Kurczyńska EU, Beltowski M, Włoch W. Morphological and anatomical changes of scots pine dwarf shoots induced by air pollutants. Environ Exp Bot. 1996;36:185–197. https://doi.org/10.1016/0098-8472(96)01005-2
  • 33. Kuroda K, Shimaji K. Wound effects on cytodifferentiation in hardwood xylem. IAWA Bulletin. 1985;6:107–118. https://doi.org/10.1163/22941932-90000922
  • 34. Schneuwly DM, Stoffel M, Bollschweiler M. Formation and spread of callus tissue and tangential rows of resin ducts in Larix decidua and Picea abies following rockfall impacts. Tree Physiol. 2009;29:281–289. https://doi.org/10.1093/treephys/tpn026
  • 35. Doncheva S, Amenos M, Poschenrieder C, Barcelo J. Root cell patterning: a primary target for aluminium toxicity in maize. J Exp Bot. 2005;56:1213–1220. https://doi.org/10.1093/jxb/eri115
  • 36. Pasternak T, Rudas V, Potters G, Jansen M. Morphogenic effects of abiotic stress: reorientation of growth in seedlings. Environ Exp Bot. 2005;53:299–314. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2004.04.009
  • 37. Rucińska R, Waplak S, Gwóźdź EA. Free radical formation and activity of antioxidant enzymes in lupin roots exposed to lead. Plant Physiol Biochem. 1999;37:187–194. https://doi.org/10.1016/S0981-9428(99)80033-3
  • 38. Arduini I, Masoni A, Mariotti M, Ercoli L. Low cadmium application increase miscanthus growth and cadmium translocation. Environ Exp Bot. 2004;52:89–100. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2004.01.001
  • 39. Potters G, Pasternak TP, Guisez Y, Palme KJ, Jansen MA. Stress-induced morphogenic responses: growing out of trouble? Trends Plant Sci. 2007;12:98–105. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2007.01.004

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikatory

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.agro-e5cd83ad-2bbd-4fd1-ae19-7e9a386c42cb
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.