Wpływ blokerów kanałów wapniowych na zawartość magnezu, manganu, cynku, żelaza i miedzi w segmentach koleoptyli kukurydzy (Zea mays L.) inkubowanych w obecności kadmu

• Autorzy: Kurtyka R. , Kita A.

Warianty tytułu

EN

Effect of Ca2+ channel blockers on the content of magnesium, manganese, zinc, iron and copper in maize coleoptile segments (Zea mays L.) incubated in the presence of cadmium

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano wpływ blokerów kanałów wapniowych (lantanu oraz werapamilu) na zawartość magnezu, manganu, cynku, żelaza oraz miedzi w tkankach segmentów koleoptyli kukurydzy (Zea mays L.) inkubowanych w obecności kadmu. Eksperymenty przeprowadzono na 10 mm segmentach koleoptyli kukurydzy wyciętych z 4-dniowych etiolowanych siewek, rosnących w ciemności, w temperaturze 27±1°C. Z wycinanych 3 mm poniżej wierzchołka segmentów usuwano pierwszy liść, następnie rozcinano je wzdłuż wiązek przewodzących na dwie części. Przed analizą chemiczną 110 segmentów koleoptyli preinkubowano przez 2 godziny w środowisku (kontrolnym) o następującym składzie: 1,0 mmol KCl·dm-3, 0,1 mmol NaCl·dm-3, 0,1 mmol CaCl2·dm-3. A następnie wprowadzano auksynę - IAA (0,01 mmol·dm-3) oraz blokery kanałów wapniowych (lantan - 5 mmol-dm-3 lub werapamil - 50 µmol·dm-3), które podawano do środowiska razem lub bez CdCl2 (0,1 mmol·dm-3). Po pięciogodzinnej inkubacji zawartość wybranych pierwiastków (Mg, Mn, Zn, Fe, Cu) w tkankach segmentów koleoptyli wyznaczano techniką optycznej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-OES). Stwierdzono, że lantan znacznie obniżał stężenie Zn, podczas gdy werapamil wpływał na zwiększenie ilości Cu, Fe, Mg w tkankach badanego materiału roślinnego. Traktowanie segmentów koleoptyli werapamilem nie wpłynęło na zmianę stężenia Mn i Zn. Wprowadzenie kadmu do środowiska inkubacyjnego obniżało koncentracje Mn, Zn oraz Fe w badanym materiale roślinnym. W przypadku równoczesnego działania na segmenty koleoptyli kadmu oraz werapamilu nie stwierdzono spadku stężenia cynku i żelaza, które indukował kadm.

EN

The effect of Ca2+ channel blockers (lanthanum ions or verapamil) on the content of magnesium, manganese, zinc, iron, and copper in maize coleoptile segments incubated in presence of cadmium was investigated. The studies were carried out with the 10 mm long maize coleoptile segments obtained from 96-h-old etiolated seedlings grown in dark, at 27±1°C. Intact coleoptile segments with the first leaves removed were excised 3 mm below the tip and were split along the long axis. Before chemical analysis 110 coleoptile segments were incubated for 2 h in solution (control) of the following composition: 1.0 mmol KCl·dm-3, 0.1 mmol NaCl·dm-3, 0.1 mmol CaCl2·dm-3. After 2 h auxin - IAA (0.01 mmol·dm3) and Ca2+ channel blockers (lanthanum ions - 5 mmol·dm-3 or verapamil - 50 µmol·dm-3) with or without Cd (0.1 mmol·dm-3) were introduced for 5 h into the incubation medium. The accumulation of magnesium, manganese, zinc, iron and copper in segments of maize was measured by emission spectroscopy using the spectrometer with plasma excited inductively (ICP-OES). It was found that lanthanum ions significantly decreased the Zn concentrations in maize coleoptile segments whereas verapamil led to an increase in Cu, Fe, Mg contents in the coleoptiles. Verapamil added to the incubation medium did not significantly affect Mn and Zn concentrations. Introduction of cadmium into the incubation medium led to a decrease in Fe, Zn and Mn contents in maize segments. No decrease in Fe and Zn contents was observed in maize segments when both cadmium and verapamil were added at the same time.

Słowa kluczowe

PL

fizjologia roslin; kukurydza; Zea mays; segmenty koleoptyli; magnez; mangan; cynk; zelazo; miedz; zawartosc manganu; zawartosc magnezu; zawartosc cynku; zawartosc zelaza; zawartosc miedzi; blokery kanalow wapniowych; kadm; inkubacja; procesy fizjologiczne

EN

plant physiology; maize; Zea mays; coleoptile segment; magnesium; manganese; zinc; iron; copper; manganese content; magnesium content; zinc content; iron content; copper content; calcium channel blocker; cadmium; incubation; physiological process

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 545
• Opis fizyczny: s.275-283,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kurtyka R.

• Zakład Botaniki Systematycznej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski, ul.Jagiellońska 28, 40-032 Katowice

autor

Kita A.

Bibliografia

• Burzyński М. 1987. The influence of lead and cadmium on the absorption and distribution of potassium, calcium, magnesium and iron in cucumber seedlings. Acta Physiol. Plant. 9: 229-238.
• Сhо H.-T., Hong Y.-N. 1996. Effect of calcium channel blockers on the IAA-induced cell elongation of sunflower hypocotyls segments. J. Plant Physiol. 149: 377-383.
• Clemens S. 2001. Molecular mechanisms of plant metal tolerance and homeostasis. Planta. 212: 475-486.
• Greger M., Bertel G. 1992. Effects of Ca2+ and Cd2+ on the carbohydrate metabolism in sugar beet (Beta vulgaris). J. Exp. Bot. 43: 167-173.
• Greger M., Lindberg S. 1987. Effects of Cd2+ and EDTA on young sugar beets (Beta vulgaris). II. Net uptake and distribution of Mg2+, Ca2+ and Fe2+/Fe3+. Physiol. Plant. 69: 81-86.
• He Z., Li J., Zhang H., Ma M. 2005. Different effects of calcium and lanthanum on the expression of phytochelatin synthase gene and cadmium absorption in Lactuca sativa. Plant Science 168: 309-318.
• Karcz W., Kurtyka R. 2007. Effect of cadmium on growth, proton extrusion and membrane potential in maize coleoptile segments. Biol. Plant. 51: 713-719.
• Karcz W., Stolarek J., Lekacz H., Kurtyka R., Burdach Z. 1995. Comparative investigation of auxin and fusicoccin-induced growth and H+-extrusion in coleoptile segments of Zea mays L. Acta Physiol. Plant. 17: 3-8.
• Khan S., Khan N.N. 1983. Influence of lead and cadmium on the growth and nutrient concentration of tomato (Lycopersicum esculentum) and egg-plant (Solanum melongea). Plant and Soil 74: 387-394.
• Kim Y-Y., Yang Y-Y., Lee Y. 2002. Pb and Cd uptake in rice roots. Physiol. Plant. 116: 368-372.
• Kurtyka R., Małkowski E., Kitа A., Karcz W. 2008. Effect of calcium and cadmium on growth and accumulation of cadmium, calcium, potassium and sodium in maize seedlings. Pol. J. Environ. Stud. 17: 51-56.
• Liu M., Hasenstein K.H. 2005. La3+ uptake and its effect on the cytoskeleton in root protoplasts of Zea mays L. Planta 220: 658-666.
• Małkowski E., Kurtyka R. 2003. Mechanizmy hyperakumulacji cynku i kadmu w roślinach. Postępy Biol. Kom. 30: 483-496.
• Mäser P., Thomine S., Shroeder J.I. 2001. Phytogenetic relationships within cation transporter families of Arabidopsis. Plant Physiol. 126: 1646-1667.
• Rubio M.I., Escrig I., Martinez-Cortina C., López-Benet F.J., Sanz A. 1994. Cadmium and nickel accumulation in rice plants. Effects on mineral nutrition and possible interactions of abscisic and gibberellic acids. Plant Growth Regulation 14: 151-157.
• Seregin I.V, Ivanov V.B. 2001. Physiological aspects of cadmium and lead toxic effects on higher plants. Russ. J. Plant Physiol. 48: 523-544.
• Shroeder J.I., Thuleau P. 1991. Ca2+ channels in higher plant cells. Plant Cell 3: 555-559.
• Skórzyńska-Polit E., Tukendorf A., Selstam E., Baszyński T. 1998. Calcium modifies Cd effect on runner bean plants. Environ. Exp. Bot. 40: 275-286.
• Stroiński A., Floryszak-Wieczorek J., Woźny A. 1990. Effects of cadmium on the host-pathogen system. I. Alterations of potato leaves and Phytophthora infestans relations. Biochem. Physiol. Pflanzen. 186: 43-54.
• Tretyn A. 1987. Influence of red light and acetylocholine on 45Ca2+ uptake by oat coleoptiles cells. Cell Biol. Intern. Reports 11: 887-896.
• Tretyn A. 1994. Wapń w komórkach eukariotycznych. PWN Warszawa.
• Véry А.A., Sentenac Н. 2002. Cation channels in the Arabidopsis plasma membrane. Trends Plant Sci. 7: 168-175.
• Wińska-Krysiak M. 2006. Białka iransportujące wapń w roślinie. Acta Agrophysica 7: 751-762.