PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Changes of some photosynthetic parameters in cabbage (Brassica oleracea L.) leaves caused by excess of Cu(II)-EDTA chelate

Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Zmiany niektórych parametrów fotosyntetycznych liści kapusty (Brassica oleracea L.) pod wpływem nadmiaru chelatu Cu(II)-EDTA
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Changes of some photosynthetic parameters were studied in younger and older leaves of cabbage plants (Brassica oleracea L, cv. Gloria di Enkhouizen 2) grown in water solution (PH 5.7) containing Cu(II)-EDTA chelate, in which the molar ratio of the metal (M) to the ligand (L) was 1:0.5 and 1:1. Such parameters as the total leaf area of the plant, younger and older leaf lamina surface and thickness, chloroplast number in mesophyll cells, the concentration of total chlorophyll and photosystem 2 activity were studied at the same concentration of chelate M:L I :0.5 and M:L I: I in the medium (ie 24 žmol Cu . dm-3) and at a very simi1ar concentration of Cu in leaves, absorbed from more toxic than the chelate in which the molar ratio M:L was 1:1. The Cu(II)-EDTA chelate, regardless of the molar ratio M:L, reduced the assimilative surface of plants, decreased the content of the total chlorophyll in the leaves and reduced their phytochemical efficiency. It also reduced the number of chloroplasts in mesophyll cells and induced changes in their ultrastructure simi1ar to the changes taking place during the ageing of leaves. The chelate also caused the reduction of the area of young leaves, accompanied by a higher accumulation of chlorophyll than in the control. The leaves were photochemically efficient and their chloroplasts showed no damage.
PL
W pracy przedstawiono zmiany niektórych parametrów fotosyntetycznych liści roślin kapusty (Brassica oleraee L, cv. Gloria di Enkhouizen 2) wywołane nadmiarem chelatu Cu(II)-EDTA w środowisku odżywczym roślin. Hodowlę roślin przeprowadzono w kulturach wodnych na pożywce Hoaglanda o pH 5,7 uzupełnionej chelatem Cu(II)-EDTA, w którym stosunek molowy metalu (M) do liganda (L) wynosił 1:0,5 oraz 1:1. Badano takie parametry fotosyntetyczne, jak: powierzchnia i grubość blaszki liściowej, ogólna powierzchnia asymilacyjna rośliny, liczba chloroplastów w komórce mezofilu, liczba plastoglobul w chloroplaście, koncentracja chlorofilu a + b oraz aktywność fotochemiczna fotosystemu 11. Parametry te oznaczano przy tej samej koncentracji chelatu, w którym M:L wynosił 1:0.5 oraz M:L 1:1, w pożywce (tj. 24 žmol Cu . dm-3) oraz przy bardzo zbliżonej koncentracji Cu w liściach, którą rośliny pobrały z tych form. Chelat Cu(II)-EDTA (niezależnie od stosunku molowego M:L) redukował powierzchnię asymilacyjną liści starszych, obniżał w nich zawartość chlorofilu oraz redukował ich sprawność fotochemiczną. Redukował także liczbę chloroplastów w komórkach mezofilu oraz indukował zmiany w ich ultrastrukturze podobne do zmian zachodzących podczas starzenia się liścia. Chałat ten powodował także redukcję powierzchni liści młodych, której towarzyszyła większa niż w kontroli akumulacja chlorofilu. Liście te były sprawne fotochemicznie, a chloroplasty nie wykazywały żadnych uszkodzeń. Chelat Cu(II)-EDTA, w którym stosunek molowy M:L wynosił 1 :0.5, był bardziej toksyczny w stosunku do wszystkich oznaczanych parametrów fotosyntetycznych liścia niż chelat, w którym stosunek molowy M:L wynosił 1:1.
Rocznik
Strony
227--236
Opis fizyczny
Bibliogr. 38 poz., tab.
Twórcy
autor
  • Department of Plant Biology, Agricultural University in Lublin, ul. Szczebrzeska 102, 22-400 Zamość, tel. 00 48 84 677 27 32, jmolas@wnr.edu.pl
Bibliografia
  • [1] Fleming C.A. and Trevors J.T.: Copper toxicity and chemistry in the environment: a review. Water, Air, Soil Pollut. 1989, 44, 143-158.
  • [2] Kabata-Pendias A. and Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 1999.
  • [3] Marschner H.: Mineral nutrition or higher plants. Acadaemic Press, London-New York-San Diego-Boston-Sydney-Tokyo-Toronto 1995.
  • [4] Welch R.M.: Micronutrient nutrition of plants. Crit. Rev. Plant Sci. 1995, 14, 49-82.
  • [5] Clijsters H. and Van Assche F.: Inhibition olphotosynthesis by heavy metals. Photosynth. Res. 1985, 7, 31-40.
  • [6] Lidon F.C., Ramalho J.C. and Henriques F.S.: Copper inhibition of rice photosynthesis. J. Plant Physiol. 1993, 142, 12-17.
  • [7] Punz W.F. and Sieghardt H.: The response of roots of herabaceous plant species to heavy metals. Eviron. Exp. Bot. 1993, 33, 85-98.
  • [8] Mocquot B., Vangronsveld J., Clijsters H. and Mench M.: Copper toxicity in young maize (Zea mays L.) plants: effects on growth, mineral and chlorophyll contents, and enzyme activities. Plant Soil 1996, 183, 287-300.
  • [9] Cook C.M., Kostidou A., Vardaka F. and Lanarsa T.: Effects of copper on the growth. photosynthesis and nutrient concentrations of Phaseolus vulgaris plants. Photosynthetica, 1997, 34, 179-193.
  • [10] Bartecki A.: Chemia pierwiastków przejściowych, Oficyna Wyd. PWr, Wrocław 1996.
  • [11] Martell A.E. and Hancock R.D.: Metal Complexes in aqueous solutions. Plenum Press, New York 1996.
  • [12] Laurie S.H., Tancock N.P., McGrath S.P. and Sanders J.R.: Influence of complexation on the uptake by p/ants of iron, manganese, copper and zinc. J. Exp. Bot. 1991, 42, 509-514 (part I) and 515-520 (part II).
  • [13] Norwell W.A.: Reactions of metal chelates in soils and nutrient solutions, [in:] Micronutrients in Agriculture, Soil Sci. Soc. or America, Madison 1991, pp. 187-227.
  • [14] Laurie S.H. and Manthey J.A.: The chemistry and role of metal ion chelation in plant uptake processes, [in:] Biochemistry or Metal Micronutrients in the Rhizosphere, Lewis Publishers, Boca Raton 1994, pp. 165-182.
  • [15] Hajiboland R., Niknam V., Ebrahim-Zadeh H. and Mozarari A.: Uptake, transport and chelation of Cu and Zn at toxic levels in tolerant and sensitive species from North West of Iran. J. Sci. L R. Iran, 2006, 17(3), 1016-1104.
  • [16] Smith R.M. and Martell A.E.: Critically Selected Stability Constants or Metal Complexes, NIST Database ver. 7.0, 2003.
  • [17] Hong P.K.A., Li C., Banelji S.K. and Regmi T.: Extraction. recovery and biostability of EDTA for remediation of heavy metal-contaminated soil. J. Soil Contam. 1999, 8, 81-103.
  • [18] Thayalakumaran T., Vogeler L, Scotter D.R., Percival H.J., Robinson B.H. and Clothier B.E.: Leaching of copper from contaminated soil following the application of EDTA. Aust. J. Soil Res., 2003, 41, 323-333 (part I), 335-350 (part II).
  • [19] Thayaiakumaran T., Robinson B.H., Vogeler L, Scotter D.R, Percival H.J., Clothier B.E. and Percival H.J.: Plant uptake and leaching of copper during EDTA-enhanced phytoremediation of repacked and undisturbed soil. Plant Soil. 2003, 254, 415-423.
  • [20] Hoagland D.R and Amon D.I.: The water culture method for growing plants without soil. Col. Agric. Exp. Stn. Cire. 1950, 347, 1-32.
  • [21] Wilkins D.A.: The measurement of tolerance to edaphic factors by means of root growth. New Phytol. 1978, 80, 623-633.
  • [22] Berry W.L. and Wallace A.: Toxicity: the concept and relationship to the dose response curve. J. Plant Nutrit. 1981, 3, 13-19.
  • [23] Ostrowska A., Gawliński S. and Szczubiałka Z.: Metody analizy i oceny gleb i roślin. Katalog. Wyd. IOŚ, Warszawa 1991.
  • [24] Gerlach D.: Zarys mikrotechniki botanicznej. PWRiL, Warszawa 1972.
  • [25] Toth R.: An introduction to morphometric cytology and its application to botanical research. Am. J. Bot. 1992,69, 1694-1706.
  • [26] Wróbel B., Zienkiewicz K., Smoliński D. J., Niedojadło J. and Świdziński M.: Podstawy mikroskopii elektronowej. Wyd. UMK, Toruń 2005.
  • [27] Amon D.I.: Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenolooxidase in Beta vulgaris. Plant Physiol. 1949, 24, 1-15.
  • [28] Panigrahi P.K. and Biswal U.C.: Ageing of chloroplasts in vitro. II. Changes in absorption spectra and (he DCPIP Hill reaction. Plant Cel1 Physiol. 1979, 20(4), 781-787.
  • [29] Sabat S.C., Mohanty N. and Mohanty P.: Heat-induced alteration in electron donation sites of ascorbate-reduced catechol in the electron transport chain of Amaranthus chloroplasts. Ind. J. Biochem. Biophys. 1986, 23, 266-269.
  • [30] Puigdomenech I.: INPUT, SED and PREDOM: computer programs drawing equilibrium diagrams. Technical report TRITA-OOK-3010 (ISSN 0348-825X), Royal Institute of Technology, Dept. Inorg. Chemistry, Stockholm 1983.
  • [31] Baszyński T.: Wrażliwość aparatu fotosyntetycznego na działanie metali ciężkich w różnych Jazach wzrostu roślin, [in:] Ekofizjologiczne aspekty reakcji roślin na działanie abiotycznych czynników stresowych, Wyd. PAN, ZFR, Kraków 1996, pp. 19-36.
  • [32] Maksymiec W. and Baszyński T.: Different susceptibility of runner bean p/ants to excess copper as a function of the growth stages of primary leaves. J. Plant Physiol. 1996, 149(1-2), 217-221.
  • [33] Maksymiec W. and Baszyński T.: Chlorophyll fluorescence in primary leaves of excess Cu-treated runner bean plants depends on their growth stages and the duration of Cu action. J. Plant Physiol. 1996, 149(1-2), 196-200.
  • [34] Chonan N., Kawahara H. and Matsuda T.: Changes in chloroplast ultratsucture during senescence of leaves in rice plants. Jap. J. Crop. Sci. 1977, 46, 379-386.
  • [35] Drążkiewicz M. and Krupa Z.: The participation of chlorophyllase in chlorophyll metabolism. Acta Soc. Bot. Pol. 1991, 60, 139-154.
  • [36] Govindjee, Downtown W.S., Fox D.C. and Armond P.A.: Chlorophyll a fluorescence transient as an indicator of water potential of leaves. Plant Sci. Lett. 1981, 20, 191-194.
  • [37] He J.X., Wang J. and Liang H.G.: Effects of water stress on photochemical function and protein metabolism of photosystem II in wheat leaves. Physiol. Plant. 1995, 93, 771-777.
  • [38] Tukendorf A., Lyszcz S. and Baszyński T.: Copper binding proteins in spinach tolerant to excess copper. J. Plant Physiol. 1984, 115, 351-360.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BPG4-0043-0007
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.