Badania nad możliwością wykorzystania selenu w ograniczeniu oddziaływania ołowiu na wybrane przemiany metaboliczne związków fenolowych w glebie i siewkach pszenicy jarej (Triticum aestivum L.)

• Autorzy: Strek M. , Telesinski A.

Warianty tytułu

EN

Study on the potential of selenium to reduce the effect of lead on some metabolic processes of phenolic compounds in soil and spring wheat (Triticum aestivum L.)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem podjętych badań była ocena możliwości wykorzystania selenu na dwóch stopniach utlenienia (+IV i +VI) w ograniczeniu oddziaływania ołowiu na aktywność oksydazy o-difenolowej w glebie oraz aktywność peroksydazy gwajakolowej i zawartość polifenoli ogółem w siewkach pszenicy jarej. Doświadczenie wazonowe przeprowadzono na próbkach glebowych o składzie granulometrycznym gliny piaszczysto-ilastej oraz zawartości węgla organicznego 3,38%. Do materiału glebowego wprowadzono w różnych kombinacjach wodne roztwory Pb(NO3)2, H2SeO3 oraz H2SeO4. Ilość wprowadzonego ołowiu wynosiła 0,05, 0,50 i 5,00 mmol·kg-1, a ilość selenu 0,05 mmol·kg-1. Aplikacja do gleby ołowiu powodowała inhibicję aktywności oksydazy o-difenolowej oraz spadek zawartości polifenoli ogółem w siewkach pszenicy jarej. Natomiast aktywność peroksydazy roślinnej uległa podwyższeniu. Zaobserwowany efekt zwiększał się wraz ze wzrostem dawki metalu. Obecność w glebie selenu spowodowała stymulację aktywności oksydazy o-difenolowej w glebie i peroksydazy w siewkach pszenicy oraz spadek ogólnej zawartości polifenoli roślinnych. Stwierdzone zmiany oznaczanych parametrów biochemicznych były większe przy zastosowaniu selenu na +VI niż na +IV stopniu utlenienia. Dodatek selenu do gleby zawierającej ołów ograniczał oddziaływanie tego metalu na oznaczane parametry. Może to świadczyć o potencjalnej możliwości wykorzystania selenu w zmniejszaniu wpływu ołowiu na procesy biochemiczne w glebie i roślinie.

EN

The aim of the study was the assessment of selenium in two oxidation states (+IV and +VI) as an agent to alleviate the influence of lead on the o-diphenol oxidase activity in the soil, peroxidase activity and total polyphenols content in spring wheat seedlings. The pot experiment was carried out on soil samples the granulometric composition of which was sandy clay loam and organic carbon content of 3.38%. Various combinations of Pb(NO3)2, H2SeO3 and H2SeO4 solutions were introduced into the earthy soil material. Introduced amount of lead was 0.05, 0.50 and 5.00 mmol·kg-1, and the amount of selenium 0.05 mmol·kg-1. The lead application to the soil caused inhibition of o-diphenol oxidase activity and a decrease in total polyphenol content of spring wheat seedlings. However, the plant peroxidase activity was increased. The observed effect increased with the increasing dose of the metal. The presence of selenium in the soil caused the stimulation of o-diphenol oxidase activity in the soil and peroxidase in wheat seedlings while at the same time it decrease the total content of plant polyphenols. The observed changes in the biochemical parameters were caused more by higher selenium oxidation state + IV than + VI. The addition of selenium to the lead-containing soil restricted the impact of this metal on the parameters under study. This may indicate the potential of selenium in reducing impact of lead on biochemical processes in soil and plant.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Agronomy
• Rocznik: 2014
• Numer: 18
• Opis fizyczny: s.45-51,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Strek M.

• Katedra Fizjologii Roślin i Biochemii, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, ul.Słowackiego 17, 71-434 Szczecin

autor

Telesinski A.

• Katedra Fizjologii Roślin i Biochemii, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, ul.Słowackiego 17, 71-434 Szczecin

Bibliografia

• Bartosz G., 2006. Druga twarz tlenu. Wolne rodniki w przyrodzie. PWN, Warszawa.
• Bielak E., Pasternak K., 1999. Biologiczna rola selenu. Biul. Magnezol., 4 (3/4): 544-546.
• Bielińska E.J., 2005. Ocena stanu środowiska glebowego ogrodów działkowych z terenów o różnym oddziaływaniu antropopresji poprzez badanie aktywności fosfataz. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 505: 51-58.
• Burzyński M., 1987. Wpływ ołowiu na procesy fizjologiczne roślin. Wiad. Bot., 31 (2): 87-96.
• Chance B., Maehly A.C., 1955. Assay of catalase and peroxidases. Meth. Enzymol., 2: 764-775.
• Ciereszko J., Kozłowska-Szerenos B., Leśniewska J., Siegień I., 2008. Dostosowania roślin do niekorzystnych warunków środowiska. W: Różnorodność badań botanicznych - 50 lat Białostockiego Oddziału Polskiego Towarzystwa Botanicznego 1958-2008, ss. 147-167.
• Furmanek T., Andrzejewska-Ponomarev M., 2006. Wpływ ołowiu na rozwój roślin pomidora Lycopersicon sp. określony w warunkach in vitro. Słupskie Prace Biol., 3: 5-12.
• Gurrero B., Llugany M., Palacios O., Valiente M., 2014. Dual effect of different selenium species on wheat. Plant Physiol. Biochem., 83: 300-307.
• Hartikainen H., Xue T., Piironen V., 2000. Selenium as an anti-oxidant and pro-oxidant in ryegrass. Plant Soil, 225: 193-200.
• Hawrylak-Nowak B., Matraszek R., Szymańska M., 2010. Selenium modifies the effect of short-term chilling stress in cucumber plants. Biol. Trace Elem. Res., 138(1-3): 307-315.
• Jendryczko A., Grzeszczak W., 1995. Glutathione peroxidase activities in erythrocytes and their relationship to cholesterol in lipoproteins of medical school students. Appl. Biol. Commun., 5(1-2): 37-43.
• Kabata-Pendias A., Pendias H., 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa.
• Kandeler E., Tscherko D., Bruce K.D., Stemmer M., Hobbs J.P., Bargett R.D., Amelung W., 2000. Long-term monitoring of microbial biomass, N mineralisation and enzyme activities of chernozem under different tillage management. Biol. Fertil. Soils, 32: 390-400.
• Kąklewski K., Nowak J., Ligocki M., 2008. Effects of selenium content in green parts of plants on the amount of ATP and ascorbate-glutathione cycle enzyme activity at various growth stages of wheat and oilseed rape. J. Plant. Physiol., 165: 1011-1022.
• KeLing H., Ling Z., JiTao W., Yang Y., 2013. Influence of selenium on growth, lipid peroxidation and oxidative enzyme activity in melon (Cucumis melo L.) seedlings under stress salt. Acta Soc. Bot. Pol., 82(3): 193-197.
• Kucharski J., Hłasko A., Wyszkowska J., 2001. Wpływ zanieczyszczenia gleby miedzią na jej właściwości fizykochemiczne i aktywność enzymów glebowych. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 476: 173-180.
• Malinowska K., Smolik B., 2006. Wpływ różnych dawek metali ciężkich na aktywność enzymów stresu oksydacyjnego oraz parametry fizjologiczne pszenicy jarej. Część II. Wpływ miedzi. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 515: 381-388.
• Małecka A., Jarmuszkiewicz W., Tomaszewska B., 2001. Antioxidative defense to lead stress on subcellular compartments of pea root cells. Acta Biochim. Pol., 48(3): 687-698.
• Mroczek-Zdryska M., Wójcik M., 2011. The influence of selenium on root growth and oxidative stress induced by lead in Vicia faba L. minor plants. Biol. Trace Elem. Res., 147(1-3): 320-328.
• Nowak J., Kłódka D., Kąklewski K., 2002. Influence of various concentration of selenic acid (IV) on the activity of soil enzymes. Sci. Total Environ., 291: 105-110.
• Nowak J., Kąklewski K., 2003. Changes in enzyme activity in wheat growing on soil with various concentration of selenium. Acta Sci. Pol. ser. Biologia, 2(1-2): 59-66.
• Nowak J., Kąklewski K., Ligocki M., 2004. Influence of selenium on oxidoreductive enzymes activity in soil and in plants. Soil Biol. Biochem., 36: 1554-1558.
• Ostrowska J., Skrzydlewska E., 2005. Aktywność biologiczna flawonoidów. Post. Fitoter., 3-4: 71-79.
• Perucci R., Casucci C., Dumontet S., 2000. An improved method to evaluate the o-diphenol oxidase activity of soil. Soil Biol. Biochem., 32: 1927-1933.
• Piskorska D., Grabowska-Bochenek R., 1995. Rola selenu w metabolizmie hormonów tarczycy. Przegl. Lek., 52(2): 63-65.
• Sinsabauch R.L. 2010. Phenol oxidase, peroxidase and organic matter dynamics of soil. Soil Biol. Biochem., 42: 391-404.
• Sinsabauch R. L., Gallo M.E., Laufer C., Waldrop M.P., Zak D.R., 2005. Extracellular enzyme activities and soil organic matter dynamics for northern hardwood forest receiving stimulated nitrogen deposition. Biogeochemistry, 75: 201-215.
• Śnioszek M., Telesiński A., Smolik B., Zakrzewska H., 2009. Possibilities of using clay minerals to reduce fluorine effects on activity of phenolic metabolism selected enzymes in soil and pea and spring wheat plants. W: Pierwiastki, środowisko i życie człowieka; red. K. Pasternak. Wyd. System-Graf, Lublin, ss. 344-356.
• Telesiński A., Śnioszek M., Musik D., Paszun W., Hury G., 2011. Określenie rodzaju interakcji pomiędzy oddziaływaniem związków selenu i fluoru na aktywność katalazy w roślinach soi (Glycine max L. Merr.). Ochr. Środ. Zas. Nat., 41: 227-235.
• Telesiński A., Płatkowski M., 2012. Ocena ubocznego oddziaływania spinosadu na aktywność oksydazy o-difenolowej w glebie. Folia Pomer. Univ. Technol. Stetin. Agric., Aliment., Pisc., Zootech., 296(23): 91-96.
• Verma S., Dubey R.S., 2003. Lead toxicity induced lipid peroxidation and alters activities of antioxidant enzymes in growing rice plants. Plant Sci., 164(4): 645-655.
• Wyszkowska J., Kucharski J., 2003. Właściwości biochemiczne i fizykochemiczne gleby zanieczyszczonej metalami ciężkimi. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 492: 435-442.
• Xue T., Hartikainen H., Piironen V., 2001. Antioxidative and growth-promoting effect of selenium in senescing lettuce. Plant Soil, 237: 55-61.
• Yu L., Haley S., Perret J., Harris M., Wilson J., Qian M., 2002. Free radical scavenging properties of wheat extracts. J. Agric. Food Chem., 50: 1619-1624.