Growth,photosynthesis,and proline content of Scenedesmus obliquus [Turp.] Kutz.as affected by Cu+2

• Autorzy: Ahmed Z. A. , Abdel-Bassed R.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Scenedesmus obliquus cultures were subjected for 7 days to increasing levels of Cu+2 (1-60 μM). The cell number, dry weight, and chlorophyll content were reduced as the level of Cu+2 was raised. Photosynthetic oxygen evolution and respiratory oxygen uptake in the dark were also reduced, however, soluble protein contents were negatively affected by Cu+2. However, soluble carbohydrates and free amino acid content were variously increased by increased Cu+2 level. Free proline content was increased by up to 148% of that of the control, this being an indication of heavy metal stress.

PL

Jednogatunkowe kultury Scenedesmus obliquus pochodzące z Nilu były przetrzymywane w temperaturze 25+l°C, w oświetleniu ciągłym (4000 Lux) w napowietrzanej pożywce Beijerinck’sa. Po siedmiu dniach inkubacji glony były poddawane działaniu różnych stężeń CuCl2. Stężenie 0 μM CuCl 2 dm-3 było użyte jako kontrola. Wzrost, określany przez liczbę komórek i suchą masę był odwrotnie zależny od CuCl 2. Gdy dawka Cu+2 wzrastała, notowano stopniowe obniżenie biomasy glonów (tabela I). Barwniki fotosyntetyczne również podlegały działaniu Cu+2. Zawartości chlorofilu ɑ i ƅ oraz karotenoidów obniżały się wraz ze wzrostem poziomu Cu+2. Nie obserwowano natomiast wyraźnych zmian stosunków Chl.ɑ/Chl.ƅ czy Chl.(ɑ+ƅ)/karotenoidy pod wpływem różnych poziomów Cu+2 (tabela II). Wydzielanie tlenu w procesie fotosyntezy było odwrotnie uzależnione od wzrostu poziomu Cu+2. Również pobieranie tlenu w ciemności obniżało się przy wzrastającym poziomie stężenia Cu+2. Dlatego stosunek fotosynteza/oddychanie wykazywał małe zmiany w odpowiedzi na różne poziomy Cu+2 (tabela III). Dodatkowo oznaczono niektóre metaboliczne składniki komórkowe (tabela IV). Zawartości rozpuszczonego cukru wzrastały maksymalnie przy poziomie 20μM Cu+2 dm-3. Zawartości wolnych aminokwasów stopniowo rosły ze wzrostem poziomu Cu+2. Zawartość wolnej proliny wzrastała w porównaniu z kontrolą aż o 148%. Zawartości białka rozpuszczonego były w porównaniu z kontrolą znacznie obniżone przy najmniejszym poziomie Cu+2 (1 μM dm-3). Wraz ze wzrostem stężenia Cu+2 zawartości białka pozostawały obniżone lub zmieniały się w niewielkim zakresie - najwyżej o 50% w porównaniu z kontrolą.

Słowa kluczowe

PL

hydrobiologia; bialko; glony; Nil; Scenedesmus obliquus; fotosynteza; prolina; miedz

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Hydrobiologica
• Rocznik: 1992
• Tom: 34
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.401-409,tab,bibliogr.

Twórcy

autor

Ahmed Z. A.

• Assiut University,Faculty of Science,Botany Department,Sohag,Egipt

autor

Abdel-Bassed R.

Bibliografia

• Barr R., F.L. Crane, 1976. Organization of electron transport in photosystem II of spinach chloroplasts according to chelator inhibition sites. Plant. Physiol., 57, 450-453.
• Bates L.S., R.P. Wa1dren, I.D. Teare, 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 30, 205-207.
• Cedeno-Maldonado A., J.A. Swader, 1972. The cupric ion as an inhibitor of photosynthetic electron transport in isolated chloroplast. Plant Physiol., 50, 698-701.
• Cheniae G.M. 1970. Photosystem II and oxygen evolution. Ann. Rev. Plant Physiol., 21, 467-498.
• Clijsters H., F. Van Assche, 1985. Inhibition of photosynthesis by heavy metals. Photosynth. Res., 7, 31-40.
• De-Filippis L.F., R. Hamp, H. Ziegler, 1981. The effect of sublethal concentrations of zinc, cadmium and mercury on Euglena. 11. Respiration, photosynthesis and photochemical activities. Arch. Microbiol., 128, 407-411.
• Droppa M., N. Terry, G. Horvath, 1984. Effects of Cu+2 deficiency on photosynthetic transport. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 2369-2373.
• Droppa M., J. Nasojide, Z. Rozsa, A. Wolak, I.I. Horvath, 1987. Characteristics of Cu+2 deficiency - induced inhibition of photosynthetic electron transport in spinach chloroplasts. Biochem. Biophys. Acta, 891, 75-84.
• Fales F.W., 1951. The assimilation and degradation of carbohydrates by yeast cells. J. Biol. Chem., 103, 113 pp.
• Gadd G.M., A.J. Griffith, 1978. Microorganisms and heavy metal toxicity. Microbiol. Ecol., 4, 303-317.
• Gross R.E., P. Pugno, W.M. Dugger, 1970. Observation on the mechanisms of copper damage in Chlorella. Plant Physiol., 46, 183-185.
• Haberman H.M., 1969. Reversal of copper inhibition in chloroplasts reactions by manganese. Plant Physiol., 44, 331-346.
• Hampp R., K. Beulich, H. Ziegler, 1976. Effect of zinc and cadmium on photosynthetic CO2 fixation and Hill activity of isolated spinach chloroplasts. Z. Pflanz. Physiol., 77, 336-334.
• Hsu B., J. Lee, 1988. Toxic effects of copper on photosystem II of spinach chloroplast. Plant Physiol., 87, 116-119.
• Katoh S., I. Shiratori, A. Takamura, 1962. Purification and some properties of spinach plastocyanine. J. Biochem., 51, 32-40.
• Lee K.C., B.A. Cunningham, K.H. Chung, G.M. Bau1sen, G.H. Liang, R.B. Moore, 1976 a. Efects of cadmium on respiration rate and activities of several enzymes in soybean seedlings. Physiol. Plant, 36, 4-6.
• Lee K.C., B.A. Cunningham, K.H. Chung, G.M. Bau1sen, G.H. Liang, 1976 b. Lead effects on several enzymes and nitrogenous compounds in soybean leaf. J. Environm. Qual., 5, 357-359.
• Lee Y.P., T. Takahanshi, 1966. An improved calorimetric determinations of amino acids with the use of ninhydrin. Anal. Biochem., 14, 71-77.
• Lowry O.H., N.J. Rosebrough, A.L. Farr, R.J. Randa11, 1951 Protein measurement with the folin phenol reagent. J. Biol. Chem., 193, 265-275.
• Metzner H., H. Rau, H. Senger, 1965. Untersuchungen zur Synchronisierbarkeit einzelner Pigmentmangel-mutanten von Chlorella. Planta, 65, 186-194.
• Rao D.N., 1982. Responses of bryophytes to air pollution. In: Smith A.J.E. (Ed.): Bryophyte ecology. London, Champman and Hall, 445-471.
• Satake K., K. Miyasaka, 1984. Evidence of high mercury accumulation in the cel wall of the livewott Jangermannia vulcanicola Steph to form particles of mercury-sulphur compound. J. Bryol., 13, 101-105.
• Shioi Y., H. Tamai, T. Sasa, 1978. Inhibition of photosystem II in green alga Ankistrodesmus falcatus by copper. Physiol. Plant., 44, 434-438.
• Singh C.B., P. Khare, P.S.Bisen, 1989. Action of heavy metal on Hill activity and O2 evolution in Anacystis nidulans. Plant Physiol., 82, 12-14.
• Singh D.B., P. Khare, P.S. Bisen, 1989. Effect of Ni+2, Hg+2 and Cu+2 on growth, oxygen evolution and photosynthetic electron transport in Cylindrospermum IU 942. J. Plant Physiol., 134, 406-412.
• Stein J.R., 1966. Growth and mating of Gonium pectorale (Volvocales in defined media). J. Phycol., 2, 23-28.
• Stewart C.R., A.D. Hanson, 1980. Proline accumulation as a metabolic response to water stress. In: Turner N.C., P. J. Kramer (Eds): Adaptation of plants to water and high temperature stress. New York, Wiley and Sons, 173-189.
• Sommer A.L., 1945. Copper and plant growth. Soil Sci., 60. 71-79.
• Van Assche F., H. Clijsters, R. Marcelle, 1979. Photosynthesis in Phaseolus vulgaris as influenced by supra-optimal zine nutrition. In: Marcelle R., H. Clijsters, M. Van Poucke (Eds): Photosynthesis and plant development. The Hague, Junk. Publ., 175-184.
• Van Assche F., C. Cardinaeles, C. Put, H. Clijsters, 1984. Premature leaf ageing induced by heavy metal toxity? Arch. Int. Physiol. Biochem., 94, 27-28.
• Walker J.B., 1953. Inorganic micronutrient requirements of Chlorella. 1. Requirements for calcium, copper and molybdenum. Arch. Biochem. Biophys., 46, 1-11.
• Wavare R.A., P. Mohanty, 1983. Cations stimulate electron transport associated with photosystem II and inhibited electron flow linked photosystem I in sphaeroplast of the cyanobacterium Synechococcus cedrorum. Photobiol., 6, 189-200.