Oddziaływanie selenu na siewki Zea mays L. rosnące na pożywce zawierającej jony kadmu

• Autorzy: Pazurkiewicz-Kocot K. , Kita A. , Adamowska-Mysliwiec M.

Warianty tytułu

EN

Effect of selenium on the seedlings of Zea mays L. growing on the medium with cadmium ions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z ważniejszych czynników określających pobieranie, akumulację i dystrybucję związków mineralnych w tkankach roślinnych jest interakcja pomiędzy jonami pierwiastków oraz oddziaływanie fizjologicznie ważnych substancji. W niniejszej pracy zbadano zależność pomiędzy akumulacją selenu, kadmu i zawartością barwników chlorofilowych w liściach Zea mays L. Zmierzono również produkcję świeżej masy roślin oraz zawartość suchej masy roślinnej i wody w tkankach liści. Doświadczenia przeprowadzono na 7-10-dniowych siewkach kukurydzy (Zea mays L. odmiany K33xF2) hodowanych kolejno w ciemni i na świetle w temperaturze odpowiednio 27°C i 25°C, na pożywce Hoaglanda; pH pożywki było 6,5. Natężenie światła w trakcie hodowli roślin wynosiło w przybliżeniu 450 µmol·m-2·s-1. W badaniach zastosowano SeO2 w stężeniu 10-6 mol·dm-3 oraz CdCl2 w stężeniu 10-3 mol·dm-3 i 10-4 mol·dm-3. Kumulację kadmu w tkankach liści badano przy zastosowaniu metody optycznej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-OES). Zawartość barwników chlorofilowych w liściach siewek kukurydzy oznaczano przy zastosowaniu spektrofotometru UV-Vis. Uzyskane w pracy wyniki wskazują na istnienie zależności pomiędzy pobieraniem i akumulacją kadmu w liściach kukurydzy i obecnością selenu w środowisku. Jony kadmu w badanych stężeniach obniżają zawartość barwników chlorofilowych (chlorofilu a i b) w liściach kukurydzy. Z kolei chlorek kadmu w stężeniu 10-4 mol·dm-3 praktycznie nie ma wpływu na produkcję świeżej masy oraz na zawartość suchej masy i wody w roślinie, natomiast CdCl2 w stężeniu 10-3 mol·dm-3 obniża produkcję świeżej masy, a także zawartość suchej masy i wody. Dodanie selenu do pożywek zawierających CdCl2 powoduje przyrost produkcji świeżej i suchej masy, zawartości wody oraz zawartości chlorofilu a i b, w porównaniu do roślin poddanych działaniu samego chlorku kadmu.

EN

One of the most important factors determining the uptake, accumulation and distribution of nutrient elements in plant tissues is the interaction between the ions of some elements and the effect of physiologically important substances. In this work the relationship between the accumulation of selenium, cadmium and content of chlorophylls pigments in leaves of Zea mays L. was studied. The experiments were carried out with 7-10 days old maize plants grown on the Hoaglanďs medium. Seeds of maize were cultivated for four days in the darkness at 27°C on the moist filter paper. Than the individual seedlings were transferred into the aerated solution containing the macro- and microelements, and next cultivated in the green house for 12 hours in light and 12 hours in darkness at 25°C. The seedlings were exposed to the solution containing SeO2 at the concentration of 10-6 mol·dm-3 and CdCl2 (concentration of 10-3 mol·dm-3 and 10-4 mol·dm-3) about 72 hours before chemical analysis, pH of the medium was 6.5. The accumulation of cadmium in seedlings of maize was measured by emission spectroscopy using the spectrometer with excitation by argon inductively coupled plasma technique (ICP-OES). The amount of chlorophyll pigments was determined by the spectrophotometer UV-Vis. The results presented in this work indicate the relationship between the uptake and accumulation of cadmium in the leaves of maize plants and the presence of SeO2 and CdCl2 in the external medium of growing plants. The study shows that the content of water in plants, mass of plants and content of chlorophyll a and b in maize leaves depends on the concentration of cadmium and selenium in the external medium.

Słowa kluczowe

PL

kukurydza; Zea mays; siewki; wzrost roslin; pozywki; jony kadmu; selen; wplyw nastepczy; zawartosc barwnikow; barwniki chlorofilowe; zawartosc wody; biomasa; zwiazki mineralne; pobieranie skladnikow mineralnych; akumulacja

EN

maize; Zea mays; seedling; plant growth; cadmium ion; selenium; residual effect; sequent impact; pigment content; chlorophyll pigment; water content; biomass; mineral compound; mineral component intake; accumulation

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 545
• Opis fizyczny: s.285-292,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Pazurkiewicz-Kocot K.

• Katedra Fizjologii Roślin, Uniwersytet Śląski, ul.Jagiellońska 28, 40-032 Katowice

autor

Kita A.

autor

Adamowska-Mysliwiec M.

Bibliografia

• Balsberg-Pahlsson A.M. 1989. Toxicity of heavy metals (Zn, Cu, Cd, Pb) to vascular plants. Water Air Soil Poll. 47: 287-319.
• Banuelos G.S., Meek D.W. 1990. Accumulation of selenium in plants growth on selenium treated soil. J. Environ Qual. 19: 772-777.
• Baszyński T. 1986. Interference of cadmium in functioning of the photosynthetic apparatus of higher plants. Acta Soc. Bot. Pol. 55: 291-304.
• Becerill J.M., Munoz-Rueda A., Gonzales-Murua C., Rosario De Filipe M. 1989. Changes induced by cadmium and lead in gas exchange and water relations of clover and lucerne. Plant Physiol. Biochem. 27: 913-918.
• Burzyński M. 1985. Influence of lead on the chlorophyll content and initial steps of its synthesis in greening cucumber seedlings. Acta Soc. Bot. Pol. 54: 95-105.
• Burzyński M. 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.
• Burzyński M. 1988. The uptake and accumulation of phosphorus and nitrates and the activity of nitrate reductase in cucumber seedlings treated with PbCl2 or CdCl2. Acta Soc. Bot. Pol. 57: 349-359.
• Ellis D.R., Salt D.E. 2003. Plants, selenium and human health. Curr. Opin. Plant Biol. 6: 273-279.
• Feroci G., Fini A., Badiello R., Breccia A. 1997. Interaction between selenium derivatives and heavy metal ions: Cu2+ and Pb2+. Microchem. J. 57: 379-388.
• Hoagland D.R. 1948. Lectures on the inorganic nutrition of plants. Chronica Botanica Co., Waltham, Mass. USA: 1-230.
• Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN Warszawa: 386 ss.
• Kastori R., Petrovic M., Petrovic N. 1992. Effect of excess lead, cadmium, cooper and zinc on water relations in sunflower. J. Plant Nutr. 15: 2427-2439.
• Krupa Z., Baszyński T. 1995. Some aspects of heavy metals toxicity towards photosynthetic apparatus - direct and indirect effects on light and dark reaction. Acta Physiol. Plant. 11: 111-116.
• Krupa Z., Quist G., Huner N.P.A. 1993. The effects of cadmium on photosynthesis of Phaseolus vulgaris - afluorescence analysis. Physiol. Plant. 88: 626-630.
• Kuznetsov V.V., Kholodova V.P., Kuznetsov V.V., Yagodin B.A. 2003. Selenium regulates the water status of plants exposed to drought. Doki. Biol. Sci. 390: 266-268.
• Landberg T., Greger M. 1994. Influence of selenium on uptake and toxicity of cooper and cadmium in pea (Pisum sativum) and wheat (Triticum aestivum). Physiol. Plant. 90: 637-644.
• Minorski P.V. 2003. Selenium in plants. Plant Physiol. 133: 14-15.
• Pazurkiewicz-Kocot K., Galas W. 1997. The effect of lead on the accumulation of some elements in leaves of Zea mays L. Curr. Top. Biophys. 21: 50-53.
• Pazurkiewicz-Kocot K., Galas W., Kita A. 2003. The effect of selenium on the accumulation of some metals in Zea mays L. plants treated with indole-3-acetic acid. Cell. Mol. Biol. Lett. 8: 97-103.
• Pazurkiewicz-Kocot K., Kitа A., Pietruszka M. 2008. Effect of selenium on magnesium, iron, manganese, copper and zinc accumulation in соrn treated by indole-3-acetic acid. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 39: 2303-2318.
• Stiborova M., Doubravova M., Brezinova A. 1986a. Effect of heavy metal ions on growth and biochemical characteristics of photosynthesis of barley (Hordeum vulgare L). Photosynthetica 20: 418-425.
• Stiborova M., Doubravova M., Leblova S. 1986b. A comparative study on the effect of heavy metal ions on ribulose-1,5 bisphossphate carboxylase and phosphoenolopyruvate carboxylase. Bioch. Physiol. Pflanz. 18: 373-379.
• Stobart A.K., Griffiths W.T., Ameen-Bukhari I., Sherwood R.P. 1985. The effect of Cd2+ on the biosynthesis of chlorophyll in leaves of barley. Plant Physiol. 63: 293-298.
• Terry N., Zayed A.M., De Souza M.P., Tarun A.S. 2000. Selenium in higher plants. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 51: 401-432.
• Wachowicz B., Żbikowska H.M., Nowak P. 2001. Selenium compounds in the environment; their effect on human health. Cell Mol. Biol. Lett. 6: 375-381.
• Wierzbicka M., Bulska E., Pyrzyńska K., Wysocka I., Zachary В.A. 2007. Selen. Pierwiastek ważny dla zdrowia fascynujący dla badacza. Wyd. Malamut, Warszawa: 312 ss.
• Vernon L.P. 1960. Spectrophotometric determination of chlorophylls and pheophytins in plant extracts. Anal Chem. 32: 1144-1150.