Wielofunkcyjne działanie siarki w roślinie – od żywienia do ochrony

• Autorzy: Gaj R. , Klikocka H.

Warianty tytułu

EN

Multifunctional sulphur effect in plants – from nutrition to protection

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

Sulphur as a plant nutrient (C, H, O, N) is the main element of producing organic crops. It is a constitutional element, and participates in enzymatic processes. The aim of this paper is to present the principal function of the metabolism and physiological function of sulphur in plants and the role of this component in the creating mechanisms of plant resistance caused by biotic stresses. According to studies, the mineral nutrition of plants is considered as one of the primary barriers to reduce infection disease. The nutritional status of sulphur substantially determines the physiological property of plants to control infection by pathogens. Supply of the plant with sulphur is of particular importance in creating mechanisms of plant resistance caused by biotic stresses in the early stages of pathogenicity. Some sulphur compounds in plants (secondary metabolites, derivatives cyst: Glutathione (GHS), sulfolipidy, glucosinolate (GSL), phytoalexins, alliins, H2S) that give the plant resistance (SIR-sulphur induced resistance) to numerous diseases, especially caused by pathogenic fungi. Sulphur not only affects the increase in yield of plants, the increase in seed protein, fat, improve technological characteristics of grain, but also increases the resistance of plants to abiotic degradation stress (drought, temperature, heavy metals) and biotic (pests and diseases, fungi and some bacteria).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Progress in Plant Protection
• Rocznik: 2011
• Tom: 51
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.33-44,bibliogr.

Twórcy

autor

Gaj R.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 71F, 60-625 Poznań

autor

Klikocka H.

Bibliografia

• Amir R., Hacham Y., Matityahu I., Schuster G. 2009. Higher levels of lysine, threonine or cysteine affect the level of methionine in higher plants. p. 9–20. In: „Sulfur Metabolism in Plants, Regulatory Aspects: Significance of Sulfur in the Food Chain, Agriculture, and Environment” (A. Sirko, L.J. De Kok, S. Haneklaus, M.J. Hawkesford, H. Rennenberg, K. Saito, E. Schnug, L. Stulen, eds.). Backhuys Publishers, Leiden, Backhuys Publishers, 303 pp.
• Barroso C., Romero L.C., Vega M.J., Gotor C. 1997. Molecular characterisation of the sulphur metabolism in plants. Curr. Top. Phytochem. 1: 19–29.
• Bloem E., Riemenschneider A., Volker J., Papenbrock J., Schmidt A., Salac I., Haneklaus S., Schnug E. 2004. Sulphur supply and infection with Pyrenopeziza brassicae influence L-cysteine desulphydrase activity in Brassica napus L. J. Exp. Bot. 55 (406): 2305–2312.
• Bloem E., Haneklaus S., Salac I., Wickenhäuser P., Schnug E. 2007. Facts and fiction about sulfur metabolism in relation to plant-pathogen interactions. Plant Biol. 9 (5): 596–607.
• Borecki Z. 2001. Nauka o Chorobach Roślin. PWRiL, Warszawa, 301 ss.
• Boreczek B. 2000. Bilans siarki w zmianowaniu czteropolowym. Praca doktorska, IUNG – PIB Puławy, 109 ss.
• Bourbos V.A., Skoudridakis M.T., Barbopoulou E., Venetis K. 2000. Ecological control of grape powdery mildew (Uncinula necator). http://www.landwirtschaftmrl.baden-wuerttemberg.de/la/lvwo/kongress/SULFUR.htlm
• Cohn J., Sessa G., Martin G. 2001. Innate immunity in plants. Current Opinion in Immunology 13: 55–62.
• Datnoff L.E., Elmer W.E., Huber D.M. 2007. Mineral Nutrition and Plant Diseases. The APS, St. Paul, MN, 278 pp.
• De Kok L.J., Castro A., Durenkamp M., Koralewska A., Posthumus F.S., Stuiver E., Yang L., Stulen I. 2005. Pathways of plant sulphur uptake and metabolism – an overview. Landbauforschung Völkenrode 283: 5–14.
• De Kok L.J., De Kan J.L., Tanczos O.G., Kuiper P.J.C. 1981. Sulphate induced accumulation of glutathione and frost tolerance of spinach leaf tissue. Physiol. Plant 53: 435–438.
• El-Faypumy M.E., El-Gamal A.M. 1998. Effects of sulphur application rates on nutrients availability, uptake and potato quality and yield in calcaerous soil. Egyptian J. Soil Scien. 38 (1–4): 271–286.
• Fodor J., Gullner G., Adam A.L., Barna B., Komives T., Kiraly Z. 1997. Local and systemic responses of antioxidans to tobacco mosaic virus infection and to salicylic acid in tobacco. Role in systemic acquired resistance. Plant Physiol. 114: 1443–1451.
• Foyer C.H., Rennenberg H. 2000. Regulation of glutatione synthesis and its role in abiotic and biotic stress demence. p. 127–153. In: „Sulphur Nutrition and Sulphur Assimilation in Higher Plants” (C. Brunold, H. Rennenberg, L. Stulen, J. Davidian, eds.). Paul Haupt. Publ., The Netherlands, 326 pp.
• Grzebisz W. 2008. Nawożenie Roślin Uprawnych. Cz. 1. Podstawy Nawożenia. PWRiL, Poznań, 428 ss.
• Grzebisz W., Barłog P., Waszak M., Łukowiak R. 2007. Homeostaza żywieniowa a odporność roślin uprawnych na stresy biotyczne. Fragm. Agron. 24, 3 (95): 136–143.
• Grzebisz W., Fotyma E. 1996. Ocena odżywienia siarką rzepaku uprawianego w północnozachodniej Polsce. Rośliny Oleiste 17 (1): 275–280.
• Grzebisz W., Gaj R., Przygocka-Cyna K. 2010. Rola składników pokarmowych w budowaniu mechanizmów odporności roślin uprawnych na presje patogenów. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 50 (2): 517–532.
• Grzebisz W., Härdter R. 2006. Kizeryt – Naturalny Siarczan Magnezu w Produkcji Roślinnej. Verlagsgesselschaft für Ackerbau mbH, Kassel, Niemcy, 124 ss.
• Gullner G., Komives T. 2001. The role glutathione and glutathione-related enzymes in plantpathogen interactions. In: „Significance of Glutathione in Plants Adaptation to the Environment” (D. Grill, ed.). Kluwer Acad. Publ., The Netherlands, 202 pp.
• Haneklaus S., Bloem E., Schnug E. 2007. Sulfur and plant disease. p. 101–118. In: „Mineral Nutrition and Plant Diseases” (L. Datnoff, E. Elmer, D. Huber, eds.). The APS, St. Paul, MN, 278 pp.
• Haneklaus S., Bloem E., Schnug E., De Kok L.J., Stulen I. 2006. Sulphur. p. 183–238. In: „Handbook of Plant Nutrition” (A.V. Barker, D.J. Pilbeam, eds.). Boca Raton. FL. CRC Press, 432 pp.
• Haneklaus S., Paulsen H.M., Gupta A.K., Bloem E., Schnug E. 1999. Influence of sulphur fertilization on yield and quality of oilseed rape and mustard. Proc. 10th Int. Rapeseed Congress, Camberra, CD Rom.
• Haneklus S., Bloem E., Schnug E. 2009. Plant disease control by nutrient management: sulphur. p. 221–236. In: „Disease Control in Crops” (D. Walters, ed.). Wiley-Blackwell, Oxford, 263 pp.
• Härdter R., Maibaum M., Ross M. 1999. Time to take centre stage. Fertilizer International 371: 43–45.
• Harms H.H. 1998. Sulphur and stress. p. 203–221. In: „Sulphur in Agroecosystems” (E. Schnug, ed.). Kluwer Academic Publishers, Dordrecht-Boston-London, 221 pp.
• Hell R., Rennenberg H. 1998. The plant sulphur cycle. p. 135–173. In: „Sulphur in Agroecosystems (E. Schnug, ed.). Kluwer Academic Publishers, Dordrecht- Boston-London, 221 pp.
• Huber D.M., Haneklaus S. 2007. Managing nutrition to control plant disease. Landbauforschung Volkenrode 57 (4): 313–322.
• Kiepul J. 1999. Działanie następcze symulowanej emisji siarki oraz wapnowania na bilans siarki w glebie. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 467: 539–545.
• Klikocka H. 2010. Znaczenie siarki w biosferze i nawożeniu roślin. Przem. Chem. 7: 903–908.
• Klikocka H. 2005a. Sulphur status in environment. J. Elementol. 10 (3): 625–643.
• Klikocka H. 2005b. Wpływ nawożenia siarką na wielkość plonu i stopień porażenia bulw ziemniaka przez Streptomyces scabies i Rhizoctonia solani. Frag. Agron. 22, 4 (88): 38–50.
• Klikocka H. 2009. The influence of enriched NPK fertilization with S, Mg, and contained of micronutrients liquid fertilizer Insol 7 on potato tubers yield (Solanum tuberosum L.) and infestation of tubers with Streptomyces scabies and Rhizoctonia solani. J. Element. 14 (2): 271–288.
• Klikocka H., Haneklause S., Bloem B., Schnug E. 2005. Influence of sulphur fertilization on infection of potato tuberus with Rhizoctonia solani and Streptomyces Scabies. J. Plant Nutrition 28 (5): 1–14.
• Kopriva S., Koprivova A. 2003. Sulphate assimilation: a pathway which likes to surprise. p. 87–112. In: „Sulphur in Plants” (Y.P. Abrol, A. Ahmad, eds.). Kluwer Academic Publ., Dordrecht, 387 pp.
• Lipiński W., Terelak H., Motwicka-Terelak T. 2003. Propozycje liczb granicznych zawartości siarki siarczanowej w glebach mineralnych na potrzeby doradztwa nawozowego. Rocz. Gleboz. 3: 79–84.
• Markmann P. 2000. Organic foods and allergies, caners and other common diseases – present knowledge and future research. Proc. 13th Int. IFOAM Sci. Conf., 312 pp.
• Marschner H. 1986. Mineral Nutrion in Higher Plants. Part 11. Relationship Between Minearal
• Nutrition and Plant Diseases and Pests. Academic Press, London, 674 pp.
• Marska E., Wróbel J. 2000. Znaczenie siarki dla roślin uprawnych. Zesz. Nauk. AR Szczecin, Rolnictwo 204 (81): 69–79.
• May M.J., Hammond-Kosack K.E., Jones J.L.D. 1996. Involvement of reactive oxygen species, glutathione metabolism, and lipid peroxidation in the Cf-gene-dependent defence response of tomato cotyledons induced by race-specyfic elictors of Cladosporium fulvum. Plant Physiol. 110: 1367–1379.
• Moreno D.A., Carvajal M., Lopez-Berenguer C., Garcia-Viguera C. 2006. Chemical and biological characterization of nutraceutical compounds of broccoli. J. Pharm. Biomed. Anal. 41: 1508–1522.
• Pedersen C.A., Knudsen L., Schnug E. 1998. Sulphur fertlization. p. 115–134. In: „Sulphur in Agroecosystems” (E. Schnug, ed.). Kluwer Academic Publishers, Dordrecht-Boston-London, 221 pp.
• Phillips D., Kapulnik Y. 1995. Plant isoflavonoids, pathogens and symbionts. Trends in Microbiology 58 (3): 58–64.
• Podleśna A., Jędryczka M., Lewartowska E. 2005. Występowanie chorób grzybowych na rzepaku ozimym w warunkach zróżnicowanego nawożenia siarką i azotem. Rośliny Oleiste 26: 173–184.
• Poschenrieder Ch., Tolrà R., Barceló J. 2006. Can metals defend plants against biotic stress? Trends in Plant Sci. 11 (6): 288–295.
• Potarzycki J. 2003a. Rola siarki z superfosfatu prostego w nawożeniu jęczmienia jarego. I Plon i jakość ziarna. Nawozy i Nawożenie 4 (17): 180–192.
• Potarzycki J. 2003b. Rola siarki z superfosfatu prostego w nawożeniu jęczmienia jarego. II Wykorzystanie azotu i siarki z nawozów. Nawozy i Nawożenie 4 (17): 193–205.
• Prabhu A.S., Fageria N.D., Huber D.M., Rodrigues F.A. 2007. Potassium and plant disease. p. 57–78. In: „Mineral Nutrition and Plant Diseases” (L.E. Datnoff, W.E. Elmer, D.M. Huber, eds.). The APS, St. Paul, MN, 278 pp.
• Pruszyński S., Wolny S. 2007. Dobra Praktyka Ochrony Roślin. Inst. Ochr. Roślin, Poznań, Krajowe Centrum Doradztwa Rozwoju Rolnictwa i Obszarów Wiejskich, Oddział w Poznaniu, 56 ss.
• Przygocka-Cyna K., Grzebisz W. 2003. Wpływ nawożenia siarką elementarną na zawartość siarczanów w glebie i plonowanie rzepaku ozimego. Nawozy i Nawożenie 4 (17): 104–116.
• Rennenberg H., Herschbach C. 1995. Sulphur nutrition of tress: a comparison of spruce (Picea abies L.) and beech (Fagus sylvatica L.). J. Plant Nutr. Soil Sci. 158: 513–517.
• Rice R. 2007. The physiological role of minerals in the plant. p. 9–30. In: „Mineral Nutrition and Plant Disease” (L.E. Datnoff, W.E. Elmer, D.M Huber, eds.). The APS, St. Paul, MN, 278 pp.
• Salac I. 2005. Influence of sulphur and nitrogen supply on S metabolities involved in sulphur induced resistance (SIR) of Brassica napus L. PhD Thesis, FAL Agric. Res. 277, 134 pp.
• Schnug E., Ceynova J. 1990. Phytopathological aspects of glucosinolates in oilseed rape. J. Agron. Crop Sci. 165: 319–328.
• Schnug E., Haneklaus S. 1994. The ecological importance of sulphur. Norwegian J. Agric. Sci. Supp. 15: 149–156.
• Starck Z. 2002. Rola składników mineralnych w roślinie. s. 228–239. W: „Fizjologia Roślin” (J. Kopcewicz, S. Lewak, red.). PWN, Warszawa, 806 ss.
• Szulc W. 2008. Potrzeby nawożenia roślin uprawnych siarką oraz metody ich wyznaczania. Rozpr. Nauk. i Monogr. SGGW, Warszawa, 97 ss.
• Thomas J.A., Poland B., Honzatko R. 1995. Protein sulphhydryls and their role in the antioxidant function of protein S-thiolation. Arch. Biochem. Biophys. 319: 1–9.
• Vanecker H., Carver T.L.W., Foyer C.H. 2000. Early H2O2 accumulation in mesophyll cels leads to induction of glutathione during the hypersensitive response in the barley-powdery mildew interaction. Plant Physiol. 123: 1103–1114.
• Verkerk R., Dekker M., Jongen W.M.F. 1998. Glucosinolates. p. 29–53. In: „Natural Toxicants in Food” (D. Watson, ed.). Academic Press, Sheffield, 335 pp.
• Walters D.R., Bingham I.J. 2007. Influence of nutrition on disease development caused by fungal pathogens: implications for plant disease control. Ann. Appl. Biol. 151: 307–324.
• Wielebski F. 2006. Nawożenie różnych typów odmian rzepaku ozimego siarką w zróżnicowanych warunkach glebowych. Cz. I. Wpływ na plon i elementy struktury plonu nasion. Rośliny Oleiste 27: 265–282.
• Wielebski F., Wójtowicz M. 2003. Wpływ wiosennego nawożenia siarką na plon i zawartość glukozynolanów nasionach odmian mieszańcowych złożonych rzepaku ozimego. Rośliny Oleiste 24: 110–119.
• Wielebski F., Wojtowicz M., Czernik-Kołodziej K. 2000. Ocena stanu zaopatrzenia w siarkę rzepaku uprawianego na polach doświadczalnych wybranych Zakładów Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin. Rośliny Oleiste 21: 465–473.
• Zhao F.J., Hawkesford M.J., McGrath S.P. 1999. Sulphur assimilation and effects on yield and quality of wheat. J. Cereal Sci. 30: 1–17.