Produkcja rodników tlenowych i potencjał antyoksydacyjny młodych oraz starzejących się liści pomidora

• Autorzy: Baczek-Kwinta R.

Warianty tytułu

EN

Generation of oxygen radicals and antioxidant potential in young and senescing leaves of tomato

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano intensywność wytwarzania anionorodnika ponadtlenkowego (O2.-) przez starzejące się i młode liście pomidora (Lycopersicon esculentum Mill.) oraz potencjał antyoksydacyjny liści: aktywność przeciwrodnikową (metodą FRSA) i redukcyjną (metodą FRAP), a także stopień przepuszczalności błon komórkowych, parametrów fluorescencji chlorofilu a, oraz zawartość barwników fotosyntetycznych i ochronnych (chlorofili, karotenoidów i antocyjanów). Świeża masa tkanek liści obu badanych grup była zbliżona, lecz stan błon komórkowych starzejących się liści pogorszył się, gdyż ich wartości wypływu elektrolitów były prawie trzykrotnie wyższe niż liści młodych. Sprawność aparatu fotosyntetycznego oceniona poprzez pomiar fluorescencji chlorofilu a była obniżona, gdyż wyraźnemu spadkowi uległy wartości parametrów FV/Fm, F’V/F’m, φ PS II, qP i ETR, natomiast wzrosła wartość NPQ. Zawartość chlorofili i karotenoidów w starzejących się liściach zmniejszyła się do poziomu 70% analogicznej zawartości w liściach młodych. Przeciwstawną relację zanotowano natomiast w przypadku antocyjanów, których ilość wzrosła. O2.- był bardziej intensywnie generowany w młodych niż w starzejących się liściach, co może wynikać z szybszego tempa metabolizmu które panuje w młodych tkankach. Wyniki te są sprzeczne z danymi literaturowymi, lecz może to być efektem odmiennych procedur przy wybarwianiu liści przy użyciu błękitu nitrotetrazoliowego. Tymczasem aktywność przeciwrodnikowa wyznaczona jako wydajność zmiatania DPPH była ponaddwukrotnie wyższa w starzejących się liściach, co było związane ze zwiększoną zawartością antocyjanów, lecz nie zostało potwierdzone metodą FRAP. Zwiększona zawartość antocyjanów w liściach może zatem zawyżać aktywność przeciwrodnikową.

EN

The intensity of superoxide (O2.-) generation by senescing and young leaves of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.), and their antioxidant activities: antiradical (assayed by the FRSA method) and reducing (measured by the FRAP assay) were studied, as well as the degree of cell membrane leakiness, chlorophyll a fluorescence parameters, and photosynthetic and protective pigment content (chlorophylls, carotenoids and anthocyanins). Fresh weight of the leaf tissue was similar, but cell membrane status of senescing leaf was worsened, as their values of electrolyte leakage were almost three times higher than in young leaves. The capacity of photosynthetic apparatus, assayed by chlorophyll a fluorescence measurements was lowered, because the values of parameters FV/Fm, F’V/F’m, φ PS II, qP and ETR decreased contrary to NPQ, which was increased. The contents of chlorophylls and carotenoids in senescing leaves were reduced down to 70% of those in the young ones. On the contrary, the anthocyanin pool was bigger. O2.- was more intensively generated in young than in senescing leaves, and this may result from the faster metabolism in the young tissue. The result is contrary to the literature data, but that could be the eifect of different procedures applied during the nitroblue tetrazolium staining. However, antiradical activity assayed by the effectivity of DPPH scavenging was higher more than twice in senescing leaves, and this was linked with the elevated anthocyanin contents, but was not confirmed by the FRAP method. Thus, the increased content of anthocyanin may lead to the overestimation of antiradical activity.

Słowa kluczowe

PL

fizjologia roslin; pomidory; liscie; rodniki tlenowe; starzenie sie lisci; potencjal antyoksydacyjny; anionorodniki ponadtlenkowe; zawartosc barwnikow; barwniki fotosyntetyczne; zawartosc chlorofilu; zawartosc karotenoidow; zawartosc antocyjanow

EN

plant physiology; tomato; leaf; oxygen free radical; leaf senescence; antioxidative potential; superoxide anion radical; pigment content; photosynthetic pigment; chlorophyll content; carotenoid content; anthocyanin content

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 545
• Opis fizyczny: s.313-323,tab.,wykr.,fot.,bibliogr.

Twórcy

autor

Baczek-Kwinta R.

• Katedra Fizjologii Roślin, Wydział Rolniczo-Ekonomiczny, Uniwersytet Rolniczy im.H.Kołłątaja w Krakowie, ul.Podłużna 3, 30-239 Kraków

Bibliografia

• Bączek-Kwinta R., Serek B., Wątor A., Hura K. 2009. Porównanie aktywności antyoksydacyjnej odmian bazylii mierzonej różnymi metodami. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 539: 45-56.
• Benzie I.F.F., Strain J.J. 1996. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of “antioxidant power”: The FRAP assay. Anal. Biochem. 239: 70-76.
• Buchanan-Wollaston V. 1997. The molecular biology of leaf senescence. J. Exp. Bot. 48: 181-199.
• Chalker-Scott L. 1999. Environmental significance of anthocyanins in plant stress responses. Photochem. Photobiol. 70: 1-9.
• Critchley C. 2000. Photoinhibition, w: Photosynthesis: a comprehensive treatise. Raghavendra A.S. (red.) Cambridge, Cambridge University Press 20: 264-272.
• Dai J., Gao H., Dai Y., Zou Q. 2004. Changes in activity of energy dissipating mechanisms in wheat flag leaves during senescence. Plant Biol. 6: 171-177.
• Doke N., Ohashi Y. 1988. Involvement of an O2.- generating system in the induction of necrotic on tobacco leaves infected with tobacco mosaic virus. Physiol. Molec. Plant Pathol. 32: 165-175.
• Fang Z., Bouwkamp J.C., Solomos T. 1998. Chlorophyllase activities and chlorophyll degradation during leaf senescence in non-yellowing mutant and wild type of Phaseolus vulgaris L. J. Exp. Bot. 49: 503-510.
• Fracheboud Y., Luguez V., Björken L., Sjödin A., Tuominen H., Jansson S. 2009. The control of autumn senescence in European aspen. Plant Physiol. 149: 1982-1991.
• Gabrielska J., Oszmiański J., Komorowska M., Langner M. 1999. Anthocyanin extracts with antioxidant and radical scavenging effect. Z. Naturforsch. 54c: 319-324.
• Hendry G.A.F., Atherton N.M., Seel W., Leprince O. 1994. The occurrence of a stable quinone radical accumulating in vivo during natural and induced senescence in a range of plants. Proc. Roy. Soc. Edinburgh 102B: 501-503.
• Hoch W.A., Zeldin E.L., McCown B.H. 2001. Physiological significance of anthocyanins during autumnal leaf senescence. Tree Physiol. 21: 1-8.
• Kouřil R., Lazár D., Lee H., Jo J., Nauš J. 2003. Moderately elevated temperature eliminates resistance of rice plants with enhanced expression of glutathione reductase to intensive photooxidative stress. Photosynthetica 41: 571-578.
• Krause G.H., Weis E. 1991. Chlorophyll fluorescence and photosynthesis. Plant Physiol. 42: 313-349.
• Mancinelli A. 1984. Photoregulation of anthocyanin synthesis. VIII. Effect of light pre-treatments. Plant Physiol. 75: 447-453.
• Mazur B., Borowska J. 2007. Produkty z owoców żurawiny błotnej - zawartość związków fenolowych i właściwości przeciwutleniające. Bromat. Chem. Toksykol. 3: 239-243.
• Merzlyak M.N., Gitelson A. 1995. Why and what for the leaves are yellow in autumn? On the interpretation of optical spectra of senescing leaves (Acer platanoides L.). J. Plant Physiol. 145: 315-320.
• Merzlyak M.N., Hendry G.A.F. 1994. Free radical metabolism, pigment degradation and lipid peroxidation in leaves during senescence. Proc. Roy. Soc. Edinburgh 102B: 459-471.
• Murkowski A. 2002. Wpływ chłodu i zwiększonej PAR na fluorescencję chlorofilu w liściach roślin pomidora. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 481: 199-203.
• Neill S.O., Gould K.S., Kilmartin P.A., Mitchell K.S., Markham K.R. 2002. Antioxidant activity of red versus green leaves in Elatostema rugosum. Plant Cell Environ. 25: 539-547.
• Niewiadomska E., Polzien L., Desel Ch., Rozpądek P., Miszalski Z., Krupinska K. 2009. Spatial patterns of senescence and development-dependent distribudon of reactive oxygen species in tobacco (Nicotiana tabacum) leaves. J. Plant Physiol. 166: 1057-1068.
• Pieroni A., Janiak V., Durr С. M., Ludek S., Trachsel E., Heinrich M. 2002. In vitro andoxidant activity of non-cultivated vegetables of ethnic Albanians in southern Italy. Phytotherapy Research 16: 467-473.
• Pietrini F., Massacci A. 1998. Leaf anthocyanin content changes in Zea mays L. grown at low temperature: significance for the relationship between the quantum yield of PS II and the apparent quantum yield of CO2 assimilation. Photosynth. Res. 58: 213-219.
• Prochazková D., Wilhelmová N. 2007. Leaf senescence and activities of the antioxidant enzymes. Biol. Plant. 51: 401-406.
• Schreiber U., Bilger W. 1993. Progress in chlorophyll fluorescence research: major developments during the past years in retrospect. Progr. Bot. 54: 151-173.
• Skórska E., Swarcewicz M., Wrzesińska E. 2008. Influence of some herbicides with adjuvant Atpolan on photosynthetic electron transport in leaves of Chenopodium album L. and Beta vulgaris L. estimated by means of modulated chlorophyll a fluorescence. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 524: 425-430.
• Smirnoff N. 2005. Antioxidants and reactive oxygen species in plants. Blackwell Publishing.
• Tsai P-J., Huang H-Р., Huangt T-Ch. 2005. Relationship between anthocyanin patterns and andoxidant capacity in mulberry wine during storage. J. Food Qual. 6: 497-505.
• Varga I. Sz., Szollosi R., Bagyanszki M. 2000. Estimation of total andoxidant power in medicinal plants (adaptation of FRAP method). Curr. Topics Biophys. 24(2): 219-224.
• Wingler A., Marčs M., Pourtau N. 2004. Spatial patterns and metabolic regulation of photosynthetic parameters during leaf senescence. New Phytol. 161: 781-789.
• Yan X., Nagata T., Fan X. 1998. Antioxidadve activides in some common seaweeds. Plant Food Hum Nutr. 52: 253-262.