Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Varied NPK Fertilization on Catalase Activity of Amaranth (Amaranthus Cruentus L.)

Skwaryło-Bednarz B., Krzepiłko A.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2013

|

Vol. 20, nr 2

321-329

EN

A study was carried out on the effect of varied NPK fertilization on catalase activity per gram fresh weight of the leaves of two varieties of amaranth, Rawa and Aztek, at different developmental stages (seedling, five-leaf, flowering and mature seed), as well as in the seeds. Amaranth was grown in a field experiment in southeast Poland, at wide-row spacing on good wheat complex soil. The following combinations of macronutrient levels were applied: I - 50 kg N ? ha-1, 40 kg P ? ha-1, 40 kg K ? ha-1, II - 70 kg N ? ha-1, 50 kg P ? ha-1, 50 kg K ? ha-1, III - 90 kg N ? ha-1, 60 kg P ? ha-1, 60 kg K ? ha-1 and IV - 130 kg N ? ha-1, 70 kg P ? ha-1, 70 kg K ? ha-1. The study showed that catalase activity exhibited a downward trend during the vegetation period of amaranth. The highest catalase activity was noted in the leaves during the first stage, ie the seedling stage. Increasing levels of NPK led to an increase in catalase activity. Leaves of the Rawa variety had higher catalase activity than those of the Aztek variety at every stage of development. The level of catalase activity in the amaranth seeds was also significantly affected by fertilization and the variety of amaranth. Higher levels of the fertilizers caused an increase in catalase activity in the seeds.

PL

Badano wpływ zróżnicowanego nawożenia NPK na aktywność katalazy w świeżej masie liści dwóch odmian amarantusa (Rawa i Aztek) w różnych fazach rozwojowych (faza siewki, faza piątego liścia, faza pełni kwitnienia i faza pełni dojrzałości nasion) oraz w nasionach. W doświadczeniu polowym uprawiano szarłat w rozstawie szerokorzędowej na glebie kompleksu pszennego dobrego, w południowo-wschodniej części Polski. Zastosowano następujące kombinacje dawek makroskładników: I - 50 kg N ź ha–1, 40 kg P ź ha–1, 40 kg K ź ha–1, II - 70 kg N ź ha–1, 50 kg P ź ha–1, 50 kg K ź ha–1, III - 90 kg N ź ha–1, 60 kg P ź ha–1, 60 kg K ź ha–1 oraz IV - 130 kg N ź ha–1, 70 kg P ź ha–1, 70 kg K ź ha–1. Z przeprowadzonych badań wynika, iż aktywność katalazy wykazywała tendencję malejącą w okresie wegetacji amarantusa. Najwyższą aktywnością katalazy cechowała się świeża masa liści w pierwszej badanej fazie - fazie siewki. Wzrostowi aktywności katalazy sprzyjało nawożenie wzrastającymi dawkami NPK. Liście odmiany Rawa cechowały się większą aktywnością katalazy niż Aztek i to niezależnie od fazy rozwojowej. Na poziom aktywności katalazy w nasionach amarantusa istotny wpływ miało także nawożenie oraz odmiana. Większe dawki nawozów powodowały wzrost poziomu aktywności katalazy w nasionach.

2

Effect of Stress Conditions on the Antioxidant Properties of Germinating Radish Seeds

Zych-Wężyk I., Krzepiłko A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 6

709--717

EN

During their growth and development plants are exposed to various types of stress, including drought, temperatures that are too high or too low, or air pollution. This study evaluated the antioxidant properties of extracts from seeds germinating in stress conditions. Radish seeds (Raphanus sativus var. sativus) of the variety Szkarłatna were used for the study. This is a popular radish, whose edible part is round and red with a white tip. The experiment was conducted in three variants: radish seeds were subjected to heat shock, salt stress and stress induced by acrolein. The antioxidant activity of the aqueous extracts from the radish seeds or sprouts was measured using the ABTS and DPPH methods. The effect of temperature shock was manifested as a decrease in total antioxidant capacity. Salt stress in the seedlings was manifested as a decrease in total antioxidant capacity with respect to the control only in the case of the highest NaCl concentration applied (200 mM). Where 50 mM and 100 mM concentrations of the NaCl solution were applied, an increase in total antioxidant capacity was observed. The changes in total antioxidant capacity induced by acrolein in the germinating radish seeds were less pronounced than in the case of the salt or temperature stress.

PL

Podczas procesu wzrostu i rozwoju rośliny narażone są na różnego rodzaju stresy m.in.: suszę, zbyt wysoką lub za niską temperaturę czy zanieczyszczenie powietrza. W prezentowanej pracy oceniono właściwości antyoksydacyjne ekstraktów z nasion kiełkujących w warunkach stresu. Do badań zastosowano nasiona rzodkiewki (Raphanus sativus var. sativus) odmiana Szkarłatna z białym końcem. Doświadczenie wykonano w trzech wariantach, nasiona rzodkiewki poddano szokowi termicznemu, stresowi solnemu oraz stresowi wywołanemu akroleiną. Aktywność przeciwutleniającą wodnych ekstraktów z nasion lub z kiełków rzodkiewki mierzono metodą ABTS i DPPH. Wpływ stresu temperaturowego przejawiał się spadkiem całkowitej zdolności antyoksydacyjnej. Stres solny, któremu poddano siewki, przejawiał się obniżeniem całkowitej zdolności antyoksydacyjnej względem siewek kontrolnych jedynie przy najwyższym z zastosowanych stężeń NaCl (200 mM). W przypadku zastosowania 50 mM i 100 mM stężenia roztworu NaCl zaobserwowano wzrost całkowitej zdolności antyoksydacyjnej. Podczas działania akroleiny na kiełkujące nasiona rzodkiewki nie stwierdzono tak znaczących zmian całkowitej zdolności antyoksydacyjnej, jak w przypadku stresu solnego czy temperaturowego.

3

Wpływ wzbogacenia jadalnych siewek brokułu selenem na aktywność antyoksydacyjną oraz zawartość chlorofilu

Krzepiłko A., Zych-Wężyk I.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 1

225--231

PL

Selen jest niezbędnym mikroelementem o właściwościach przeciwutleniających. Brokuł ma zdolność do akumulowania selenu z gleb i pożywek wzbogacanych w jego związki. Celem prezentowanej pracy była ocena wpływu dodatku selenu (w postaci Na2SeO3) na aktywność antyoksydacyjną i zawartość chlorofilu w jadalnych siewkach brokułu. Zastosowano różne stężenia Na2SeO3: 10, 50 oraz 100 μg na 1 g nasion. Obserwacje morfologiczne siewek brokułu na wczesnych etapach kiełkowania pozwalają na stwierdzenie, że dodatek selenianu(VI) sodu przyspiesza proces kiełkowania nasion i wykształcania korzenia zarodkowego. Siewki brokułu hodowane z dodatkiem selenianu charakteryzowały się większą biomasą w porównaniu do roślin kontrolnych. Oznaczając stężenie chlorofilu, stwierdzono, że stężenie chlorofilu a było wyższe niż chlorofilu b zarówno w kontroli, jak i w siewkach hodowanych z dodatkiem selenianu. Dodatek selenianu przyspieszał proces wytwarzania chlorofilu w siewkach brokułu, co wyraźnie stwierdzono w czwartym dniu hodowli. Dodatek selenianu stymulował także wytwarzanie chlorofilu b w siewkach brokułu w początkowym okresie ich wzrostu. Stężenie chlorofilu w próbkach z selenianem było wyższe niż w kontroli w początkowym okresie wzrostu siewek. Jednak w kolejnych dniach hodowli zawartość chlorofilu w kontroli zwiększała się szybciej niż w próbkach z selenianem. Wewnątrzkomórkowe stężenie selenu wpływa na procesy fizjologiczne zachodzące w roślinach. Oznaczając całkowitą zdolność antyoksydacyjną w ekstraktach z siewek brokułu, stwierdzono, że w czwartym dniu hodowli zawartość antyoksydantów wyrażona w ekwiwalencie troloksu była podobna w próbkach kontrolnych i rosnących w obecności selenianu. W 5 i 6 dniu hodowli obserwowano spadek całkowitej zdolności antyoksydacyjnej (CZA) we wszystkich próbkach. W szóstym dniu hodowli siewki rosnące w obecności selenianu charakteryzowały się niższą wartością CZA niż obiekt kontrolny. Związki selenu w zależności od stężenia mogą działać prooksydacyjnie na komórki roślin.

EN

Selenium is an essential micronutrient with antioxidant properties. Broccoli is capable of accumulating selenium from the soil and from media enriched with its compounds. The aim of the study was to evaluate the effect of selenium supplements (in the form of Na2SeO3) on the antioxidant activity and chlorophyll content of edible broccoli seedlings. Different concentrations of Na2SeO3 were used: 10, 50 and 100 μg per 1 g of seeds. Morphological observations of the broccoli seedlings during the early stages of germination indicate that sodium selenate supplementation accelerates the germination process and radicle formation. Broccoli seedlings grown with selenate had greater biomass than the control plants. Determinations of chlorophyll concentration showed that chlorophyll a concentration was higher than that of chlorophyll b both in the control and in the seedlings grown with selenate. Selenate accelerated the chlorophyll-production process in the broccoli seedlings, which could be clearly seen on the fourth day of growth. Selenate supplementation also stimulated production of chlorophyll b in the broccoli seedlings during the initial period of growth. Chlorophyll concentration in the samples with selenate was higher than in the control in the initial period of growth. On successive days of growth, however, chlorophyll content in the control increased faster than in the samples with selenate. The intracellular concentration of selenium affects physiological processes taking place in the plants. Determination of total antioxidant capacity in the broccoli seedling extracts showed that on the fourth day of growth antioxidant content expressed as trolox equivalent was similar in the control samples and those grown in the presence of selenate. On days 5 and 6 of growth, a decrease in TEAC was observed in all samples. On the sixth day, the seedlings grown in the presence of selenium had lower TEAC than the control samples. Selenium compounds, depending on their concentration, can have a pro-oxidant effect on the cells of the plants.

4

Determination of Total Phenolic Compound Content and Antioxidant Properties of Edible Buckwheat Sprouts

Zych-Wężyk I., Krzepiłko A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 4-5

441-449

EN

Consumption of buckwheat sprouts is strongly recommended because they have greater nutritional value than buckwheat seeds or products made from them. Sprouts are an excellent source of protein, amino acids, minerals, fibre, rutin and vitamins. Moreover, consumption of buckwheat sprouts is particularly recommended due to their high antioxidant activity and phenolic compound content. The aim of this study was to visually evaluate buckwheat sprouts based on differences in their morphological traits, to measure their total phenolic compound content and to determine total antioxidant capacity. Buckwheat seeds were moistened with distilled water and germinated in Petri dishes lined with filter paper in natural light conditions at 22 oC. Sprouts were collected on days 2–6 of the culture. Ethanol extracts were prepared from the sprouts. Total phenolic compound content was determined by spectrophotometry using Folin-Ciocalteau reagent as described by Pasko et al. Phenolic compound content was expressed in M of gallic acid per 1 g of fresh mass. Three spectrophotometric methods were used to measure the total antioxidant capacity of buckwheat seedling extracts – the method described by Brand-Williams et al based on properties of DPPH, a method using the ABTS radical cation, and the FRAP method. Antioxidant content was expressed in M of trolox per gram of fresh weight. Buckwheat sprouts were found to exhibit substantial antioxidant activity. The study showed that buckwheat sprouts are most suitable for eating on the fifth day of growth, when they have the best properties for consumption and the mean length of the seedling, measured from the root to the cotyledon, is 131.90 mm. The total phenolic compound content in the ethanol extracts of the buckwheat sprouts is highest on the third day – 3.40 M of gallic acid per gram fresh weight. Antioxidant content measured by the various methods first increases, and then after the third day decreases slightly. The maximum TEAC per gram fresh weight was obtained on the third day: 73.56 M of trolox with the ABTS method, 11.47 M of trolox with the DPPH method and 128.99 M of trolox with the FRAP method.

PL

Spożywanie kiełków gryki jest szczególnie polecane, gdyż wykazują lepszą wartość odżywczą niż nasiona gryki czy produkty z nich powstałe. Kiełki są doskonałym źródłem białka, aminokwasów, minerałów, błonnika, rutyny oraz witamin. Ponadto spożywanie kiełków gryki jest polecane ze względu na ich znaczną aktywność antyoksydacyjną oraz zawartość związków fenolowych. Celem prezentowanej pracy była ocena wizualna kiełków gryki na podstawie różnic w cechach morfologicznych, pomiar całkowitej zawartości związków fenolowych oraz pomiar całkowitej zdolności antyoksydacyjnej. Nasiona gryki zwilżone wodą destylowaną kiełkowały na szalkach Petriego wyłożonych bibułą filtracyjną, w naturalnych warunkach oświetlenia, w temperaturze 22 oC. Kiełki gryki zbierano od 2 do 6 dnia hodowli. Przygotowano etanolowe ekstrakty z siewek. Całkowitą zawartość związków fenolowych oznaczano metodą spektrofotometryczną z wykorzystaniem odczynnika Folina-Ciocalteau opisaną przez Paśko i współpr. Zawartość związków fenolowych wyrażono w M kwas galusowego w przeliczeniu na 1 g świeżej masy. Do pomiaru całkowitej zdolności antyoksydacyjnej ekstraktów z siewek zastosowano metodę Brand-Wiliams i współpr. wykorzystującą właściwości DPPH, metodę ABTS oraz metodę FRAP. Zawartość antyoksydantów wyrażano w M troloxu na 1 gram świeżej masy. Kiełki gryki wykazują znaczną aktywność antyoksydacyjną. Z przeprowadzonych badań wynika, że piąty dzień hodowli jest najbardziej odpowiednim dniem do spożycia tych kiełków. Kiełki mają w tym dniu najlepsze właściwości konsumpcyjne a średnia długość siewki mierzona od korzenia do liścieni wynosi 131.90 mm. Całkowita zawartość związków fenolowych w metanolowych ekstraktach z kiełków gryki jest w trzecim dniu największa i wynosi 3.40 M kwasu galusowego w przeliczeniu na gram świeżej masy. Zawartość antyoksydantów mierzona różnymi metodami początkowo rośnie a po trzecim dniu hodowli nieznacznie spada. W trzecim dniu hodowli uzyskano maksymalna wartość w przeliczeniu na świeżą masę, wynosiła ona 73.56 M troloxu w metodzie ABTS, 11.47 M troloxu w metodzie DPPH i 128.99 M troloxu w metodzie FRAP.

5

Comparison of the Antioxidant Properties of Selected Edible Sprouts from the Cruciferae Family

Zych-Wężyk I., Krzepiłko A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 8

921-930

EN

Germinating seeds of the Cruciferae family are a natural source of valuable nutrients. The aim of this study was to compare the antioxidant properties of selected edible sprouts of the Cruciferae family using different methods. We tested seeds of broccoli, white mustard, red cabbage and cardamine purchased from PNOS Ozarow Mazowiecki S.A. The seeds germinated on Petri dishes lined with filter paper in natural light conditions at 22 oC, with no added nutrients. Aqueous extracts from the seedlings were prepared according to the method described by Zielinski and Kozlowska. Three methods were used to measure the total antioxidant capacity of the extracts: one using ABTS, one by Brand-Williams et al based on the properties of DPPH, and one using DMPD. Antioxidant content was expressed in M of Trolox per 1g fresh weight of seedlings. Substantial differences were found in the antioxidant properties of the extracts tested. The highest values were obtained using the DMPD and ABTS methods. The richest sources of antioxidants were the extracts from red cabbage and white mustard sprouts in the first day of growth. The extract from the cardamine sprouts had the lowest antioxidant properties. The antioxidant content in the seedlings decreased with growth time. The results presented indicate which sprouts have the highest antioxidant properties as well as the optimal time for consuming them.

PL

Kiełkujące nasiona roślin Krzyżowych są naturalnym źródłem cennych składników odżywczych. Celem pracy było porównanie różnymi metodami właściwości antyoksydacyjnych wybranych jadalnych kiełków z rodziny kapustowatych. W badaniach zastosowano nasiona brokuła, gorczycy białej, kapusty czerwonej i rzeżuchy zakupione w firmie PNOS w Ożarowie Mazowieckim S.A. Nasiona kiełkowały na szalkach Petriego wyłożonych bibułą filtracyjną, w naturalnych warunkach oświetlenia, w temperaturze 22 oC, bez dodatku składników odżywczych. Wodne ekstrakty z siewek przygotowano wg metody opisanej w pracy Zieliński i Kozłowska. Do pomiaru całkowitej zdolności antyoksydacyjnej ekstraktów z siewek zastosowano trzy metody: metodę ABTS, metodę Brand-Wiliams i współpr. opartą o właściwości DPPH oraz metodę z DMPD. Zawartość antyoksydantów wyrażano w mmolach troloxu na 1 g świeżej masy siewek. Badane ekstrakty znacznie różniły się właściwościami przeciwutleniającymi. Najwyższe wartości pomiarów uzyskano w metodzie DMPD i ABTS. Najbogatsze źródło przeciwutleniaczy stanowił ekstrakt z kiełków kapusty czerwonej i gorczycy białej sporządzony w pierwszym dniu hodowli. Ekstrakt z kiełków rzeżuchy charakteryzował się najniższymi właściwościami przeciwutleniającymi. Zawartość antyoksydantów w siewkach spadała w miarę czasu trwania hodowli. Prezentowane wyniki badań umożliwiają wskazanie kiełków o najwyższych właściwościach antyoksydacyjnych, a także pozwolą wybrać optymalny czas ich spożycia.

6

Wpływ preparatu Karate 025EC na stężenie grup tiolowych w ekstrakcie z siewek rzodkiewki Raphanus sativus L.

Krzepiłko A., Zych-Wężyk I.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 2

543--546

PL

Siewki rzodkiewki, ze względu na ich wrażliwość na czynniki środowiskowe, często wykorzystuje się jako organizmy modelowe w badaniach ekotoksykologicznych. Pyretroidy są jedną z najczęściej stosowanych grup insektycydów, mogą powodować zakłócenia metabolizmu chronionych roślin lub roślin następczych. Celem prezentowanej pracy było określenie wpływu lambda-cyhalotryny, aktywnego składnika preparatu Karate 025EC, na zawartość grup tiolowych w związkach obecnych w ekstrakcie z siewek rzodkiewki. W ekstraktach oznaczono białko metodą Lowry i stężenie grup tiolowych za pomocą odczynnika Ellmana zawierającego kwas 5,5’-ditiobis(2-nitrobenzoesowy) według metody Rice-Evans z modyfikacjami Bartosza. Stwierdzono, że siewki rzodkiewki są wrażliwe na lambda-cyhalotrynę, związek ten hamował wzrost siewek, a efekt jego działania zależy od czasu hodowli i stężenia substancji aktywnej. Zawartość grup tiolowych w ekstrakcie z czterodniowej hodowli rosnących w obecności pyretroidu była zbliżona do kontroli. W 6-dniowych próbkach z pyretroidem zawartość grup –SH zwiększała się. W próbkach o największym zastosowanym stężeniu lambda cyhalotryny 0,1% stężenie grup –SH było o około 60% wyższe niż w obiekcie kontrolnym. Wzrost stężenia grup tiolowych obserwowany w prezentowanej pracy może sugerować uruchomienie mechanizmów obronnych komórki.

EN

Radish seedlings, due to their sensitivity to environmental factors, are often used as model organisms in ecotoxological research. Pyrethroids, which are one of the most frequently used groups of insecticides, can cause disturbances in the metabolism of the crops being protected or succeeding crops. The aim of this study was to determine the influence of lambda-cyhalothrin, the active ingredient in the pesticide Karate 025EC, on thiol group content in compounds occurring in radish seed extract. Protein in the extracts was determined by the Lowry method and thiol group concentration was measured using Ellman's reagent, containing 5,5'-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid), according to the Rice-Evans method modified by Bartosz. The radish seedlings were found to be sensitive to lambda-cyhalothrin. The compound inhibited seedling growth, with its effect dependent on growth time and on the concentration of the active substance. Thiol group content in the extract from the 4-day culture growing in the presence of the pyrethroid was similar to the control. In the 6-day samples with the pyrethroid, content of –SH groups increased. In the samples with the highest concentration of lambda-cyhalothrin, 0.1%, the concentration of –SH groups was about 60% higher than in the control. The increase in thiol group concentration observed in this study may indicate activation of cellular defence mechanisms.

7

Effect of the Pesticide Karate 025EC on the Antioxidant Properties of Radish (Raphanus sativus L.) seedling extract

Krzepiłko A., Zych-Wężyk I.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 12

1629-1634

EN

Radish (Raphanus sativus L.) seedlings are a recognized model organism used in short-term ecotoxicological tests, particularly in research on the toxicity of heavy metals, pesticides and xenobiotics. Radish seedlings were used to determine the toxicity of the pyrethroid Karate 025EC. In this study seeds of the Rowa variety of radish (Raphanus sativus L.) were germinated in Petri dishes lined with filter paper. The radish seedlings were grown under natural light conditions at a temperature of 22 oC, with no added nutrients. Samples for analysis were collected 2, 4, and 6 days after plating. Control samples were grown in the presence of water, while in the samples with Karate the pesticide solutions contained 0.005 % to 0.1 % of the active substance. The radish seedlings were shown to be sensitive to lambda-cyhalothrin, the active ingredient in Karate 025EC. The compound inhibited germination of the radish seeds, affected the morphology of the seedlings, and decreased germination energy and rate. The effect depended on the growth time and the concentration of the active substance. Water extracts were prepared from the seedlings that had been subjected to the activity of lambda-cyhalothrin and their antioxidant activity was determined by a modification of the method of Brand-Williams et al, using the synthetic radical DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl). Total antioxidant activity based on reduction of the ABTS+ cation radical was also determined, using the method of Re et al as modified by Bartosz. In the control, the total antioxidant activity of the extracts, determined both by the DPPH method and the ABTS method, decreased with growth time, possibly due to the seedlings rapid growth and utilization of reserve substances for the needs of the developing plant. In the samples grown in the presence of Karate 025EC the antioxidant content in the extract decreased more slowly, and inhibition of seedling growth was observed as well. A description of this phenomenon may be helpful in research on the toxicity of pyrethroids in radish seedlings used as a model organism.

PL

Siewki rzodkiewki (Raphanus sativus L.) to uznany organizm modelowy, który znalazł zastosowanie w krótkoterminowych testach ekotoksykologicznych, szczególnie w badaniach nad toksycznooecią metali ciężkich, pestycydów i ksenobiotyków. Siewki rzodkiewki posłużyły do określenia toksyczności preparatu z grupy pyretroidów Karate 025EC. W prezentowanej pracy kiełkowanie nasion rzodkiewki Raphanus sativus L. odmiany Rowa przeprowadzono na szalkach Petriego wyłożonych bibułą filtracyjną. Siewki rosły w naturalnych warunkach ooewietlenia, w temperaturze 22 oC, bez dodatku składników odżywczych, próbki do analiz pobierano po 2, 4, 6 dniach od ich wysiewu. Próbki kontrolne rosły w obecności wody, w próbkach z preparatem Karate 025EC zastosowano wodne roztwory tego pestycydu o zawartości substancji aktywnej od 0,005 % do 0,1 %. Stwierdzono, że siewki rzodkiewki są wrażliwe na lambda-cyhalotrynę, aktywny składnik preparatu Karate 025EC. Związek ten hamował kiełkowanie nasion rzodkiewki, wpływał na morfologię siewek, obniżał energię i siłę kiełkowania, a efekt jego działania zależy od czasu hodowli i stężenia substancji aktywnej. Przygotowano wodne ekstrakty z siewek rzodkiewki poddanych działaniu lambda cyhalotryny i oznaczono w nich aktywnooeć antyoksydacyjną według zmodyfikowanej metody Branda-Wiliamsa i współpracowników z użyciem syntetycznego rodnika DPPH (1,1-difenylo-2-pikrylohydrazyl). Całkowitą zdolnooeć antyoksydacyjną opartą na zasadzie redukcji kationorodnika ABTS+ oznaczono według metody Re i współpracowników w modyfikacji Bartosza. W kontroli w miarę czasu hodowli całkowita zdolność antyoksydacyjna ekstraktów oznaczana zarówno metodą z DPPH, jak i z ABTS zmniejsza się, co może być powiązane z intensywnym wzrostem siewek i wykorzystaniem substancji zapasowych dla potrzeb rozwijającej się rośliny. W próbkach rosnących w obecności preparatu Karate 025EC obniżanie się ilości antyoksydantów w ekstrakcie zachodzi wolniej, w próbkach tych stwierdzono też zahamowanie wzrostu siewek. Opis tego zjawiska może być pomocny w badaniach nad toksycznością pyretroidów na organizmie modelowym, jakim są siewki rzodkiewki.

8

Pomiar całkowitej zdolności antyoksydacyjnej wybranych antyoksydantów i naparów metodą redukcji rodnika DPPH

Zych I., Krzepiłko A.

Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology

|

2010

|

R. 15, NR 1

51--54

PL

Antyoksydanty są obecne w wielu produktach żywnościowych. Są one niezmiernie ważne dla zdrowia i dobrego samopoczucia. Występują m.in. w ziołach, kawie, herbacie oraz innych produktach pochodzenia roślinnego. W prezentowanej pracy opisana została metoda DPPH badania zdolności antyoksydacyjnej. Stosując tę metodę, porównano właściwości antyoksydacyjne: kwasu galusowego, kwasu kawowego, kwasu askorbinowego, palmitynianu kwasu askorbinowego, glutationu zredukowanego, L-cysteiny, α-tokoferolu, troloksu oraz handlowych herbat ziołowych: melisy, rumianku, mięty, lipy, herbaty czarnej, herbaty zielonej oraz kawy mielonej i kawy rozpuszczalnej. Przedstawiona metoda może zostać wykorzystana jako ćwiczenie laboratoryjne dla studentów różnych kierunków studiów przyrodniczych. Celem takich ćwiczeń jest zapoznanie z metodyką pomiaru zdolności antyoksydacyjnych metodą DPPH, poznanie skuteczności antyoksydacyjnej wybranych związków w tej reakcji oraz oznaczenie całkowitej zdolności antyoksydacyjnej. Stwierdzono, że badane antyoksydanty i napary charakteryzują się zróżnicowanymi właściwościami antyoksydacyjnymi. Najlepsze właściwości antyoksydacyjne z przebadanych przeciwutleniaczy wykazuje kwas galusowy, natomiast spośród naparów - zielona herbata.

EN

Antioxidants, which are present in many food products, are extremely important for human health. They occur in herbs, coffee, tea, and other products of vegetable origin. This paper describes the DPPH method for testing antioxidant capacity. The method was used to compare the antioxidant properties of gallic acid, caffeic acid, ascorbic acid, ascorbyl palmitate, reduced glutahione, L-cysteine, α-tocopherol, and trolox, as well as black tea, green tea, ground coffee, instant coffee, and commercial herbal teas: lemon balm, chamomile, peppermint, and lime blossom. The experiments described in the paper can be used as laboratory exercises for students in various fields of the natural sciences. The goal of such exercises is to learn how to measure antioxidant capacities using the DPPH method, to assess the antioxidant effectiveness of selected compounds in this reaction, and to determine the total antioxidant capacity of infusions. The antioxidants and infusions tested were shown to have varying antioxidant properties. Gallic acid exhibited the highest antioxidant capacity among the antioxidants tested, while green tea had the highest capacity among the infusions.

9

Czy antyoksydanty przeciwdziałają skutkom toksycznego oddziaływania pyretroidów na komórki drożdży Saccharomyces cerevisiae?

Krzepiłko A., Święciło A.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 1

77--80

PL

Pyretroidy są estrami alkoholi pierwszo- lub drugorzędowych zawierających przynajmniej jedno wiązanie podwójne i kwasu chryzantemowego lub halogenowych analogów tego kwasu. Związki te znalazły zastosowanie jako insektycydy. Mechanizm ich toksycznego działania na owady polega na hamowaniu aktywności kanałów jonowych w komórkach nerwowych. Według danych literaturowych, te pestycydy mogą wywoływać u różnych organizmów szereg niespecyficznych reakcji, których wspólnym mechanizmem może być generowanie reaktywnych form tlenu. Celem prezentowanej pracy było zbadanie, czy dodatek antyoksydantów do pożywki uchroni komórki drożdży Saccharomyces cerevisiae przed zabiciem powodowanym inkubacją z pyretroidami. Komórki drożdży inkubowano przez 2 h z wybranymi pyretroidami, a następnie wysiewano na pożywkę stałą zawierającą różne antyoksydanty. Porównywano przeżywalność komórek drożdży na pożywkach kontrolnych i wzbogaconych o antyoksydanty. W przypadku komórek drożdży nie stwierdzono ochronnej roli zastosowanych antyoksydantów przed toksycznością pyretroidów.

EN

Pyrethroids are synthetic esters of primary or secondary alcohols containing at least one double bond and chrysanthemic acid [2,2-dimethyl-3-(2-methylpropenyl)-cyclopropanecarboxylic acid] or halogen analogues of this acid. These compounds have been used as insecticides. Their mechanism of toxic action on insects consists in inhibiting the activity of ion channels in nerve cells. According to data from the literature, generation of reactive forms of oxygen may be the mechanism of numerous non-specific reactions induced by these pesticides in various organisms. The aim of this study was to determine whether supplementing media with antioxidants protects Saccharomyces cerevisiae yeast cells from loss of viability caused by incubation with pyrethroids. The yeast cells were incubated for 2 h with selected pyrethroids and then plated on solid medium containing various antioxidants. The survival rates of yeast cells grown on control media and enriched media were compared. The antioxidants applied were not found to protect the yeast cells from the toxicity of the pyrethroids.

10

Effect of Various Doses of NPK Fertilizers on Chlorophyll Content in the Leaves of Two Varieties of Amaranth (Amaranthus cruentus L.)

Skwaryło-Bednarz B., Krzepiłko A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 10

1373-1378

EN

The effect of various doses of NPK. fertilizers on chlorophyll content in the leaves of two varieties of amaranth, 'Rawa' and Aztek, was investigated. In field experiments amaranth was grown at narrow spacing on good wheat complex soil in South-Eastern Poland. The following combinations of macroelement doses were applied: I - 50 kg N, 40 kg P and 40 kg K o ha-1, II - 70 kg N, 50 kg P and 50 kg K. o ha-1, III - 90 kg N, 60 kg P and 60 kg K o ha-1 and IV - 130 kg N, 70 kg P and 70 kg K o ha-1. Assessments were made of chlorophyll a, b and a+b content in fresh leaf tissue during the full bloom and seed formation stages. The chlorophyll a content in the 'Rawa' amaranth leaves was found to be higher than in the 'Aztek' leaves. In both varieties analysed, the values for this parameter were higher during seed formation than in the bloom stage. The highest chlorophyll a content in the 'Rawa' variety was found with combination III of NPK fertilizer, while for 'Aztek' it was highest with combination II. Chlorophyll b content was higher per unit fresh mass of 'Rawa' leaves than in the 'Aztek' variety. The highest chlorophyll b content per unit fresh mass of 'Rawa' leaves was found with combination II of macroelement fertilizers, while for 'Aztek' this value was highest with combination III. Statistically significant dependencies were found between the NPK. fertilizer doses used and the amount of chlorophyll in the fresh leaf tissue of both amaranth varieties.

PL

Badano wpływu zróżnicowanego nawożenia NPK na zawartość chlorofilu w liściach dwóch odmian szarłatu 'Rawa' i 'Aztek'. Szarłat uprawiano w doświadczeniu polowym w rozstawie wąskorzędowej na glebie kompleksu pszennego dobrego, w środkowo-wschodniej części Polski. Zastosowano następujące kombinacje dawek makroskładników. l - 50 kg N, 40 kg P i 40 kg K o ha-1, 11 - 70 kg N, 50 kg P i 50 kg K o ha-1, III - 90 kg N, 60 kg P i 60 kg K o ha-1 oraz IV - 130 kg N, 70 kg P i 70 kg K o ha'-. Oznaczono zawartość chlorofilu a i b oraz sumę chlorofili a+b w świeżej masie liści w stadium pełni kwitnienia roślin oraz na początku formowania nasion. Z przeprowadzonych badań wynika, że liście szarłatu odmiany 'Rawa' zawierały więcej chlorofilu niż liście odmiany 'Aztek'. Zawartości chlorofilu w liściach badanych odmian szarłatu były większe w okresie formowania nasion niż w okresie kwitnienia. Liście szarłatu odmiany 'Rawa' zawierały najwięcej chlorofilu a po zastosowaniu nawożenia NPK w dawce 90 kg N, 60 kg P i 60 kg K o ha-1 (kombinacja III), natomiast liście odmiany 'Aztek' po zastosowaniu 70 kg N, 50 kg P i 50 kg K o ha-1 (kombinacja II). Notowane ilości chlorofilu b były większe w świeżej masie liści odmiany 'Rawa' w porównaniu z odmianą 'Aztek'. Największą zawartość chlorofilu b stwierdzono w świeżej masie liści odmiany 'Rawa' po zastosowaniu II kombinacji nawożenia, a w liściach odmiany 'Aztek' po zastosowaniu III kombinacji nawożenia NPK. Stwierdzono statystycznie istotne zależności pomiędzy zastosowanymi dawkami nawozów NPK a zawartością chlorofilu w świeżej masie liści obu odmian szarłatu.

11

Effect of Pyrethroids on Stress-Induced Biosynthesis of Selected Haemoproteins in Saccharomyces cerevisiae Yeast Cells

Krzepiłko A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 5/6

607-615

EN

The cellular response to stress is a basic protective mechanism enabling cells to adapt to changing environmental conditions. Logarithmic cultures of Saccharomyces cerevisiae yeast are a good model for research on this topic, because the stress response is accompanied by induction of biosynthesis of haemoproteins such as catalase and cytrochromes. In wild-type yeast cells growing on YPG medium containing 2 % glucose, catalase activity in the logarithmic culture is low. Cytochrome spectra under these conditions are flat, indicating low respiratory complex activity. Stress conditions induce expression of the gene CTTl, which codes for catalase T, and the enzyme is synthesized de novo. Within a short time catalase T activity increases sharply, attaining a value characteristic of the stationary phase of growth. Similarly, induced biosynthesis of cytochromes takes place under stress conditions. This study investigated the effect of pyrethroids on stress-induced biosynthesis of these haemoproteins in S. cerevisiae cells. The experiments were conducted on a standard wild-type strain of yeast. The yeast cultures were grown in liquid YPG medium. The effect of pyrethroids (deltamethrin, esfenvalerate and cypermethrin) on induced biosynthesis of haemoproteins was studied under conditions of alcohol stress or osmotic stress (induced by sodium chloride or sodium nitrate). Catalase activity was determined and low-temperature cytochrome spectra of the yeast cells were performed. Application of pyrethroids and stress conditions at the same time was found to inhibit synthesis of haemoproteins, ie catalase T and cytochromes.

PL

Odpowiedź komórek na stres jest podstawowym mechanizmem ochronnym, pozwalającym dostosować się do zmieniających się warunków środowiska. Logarytmiczne hodowle drożdży Saccharomyce cerevisiae są dobrym modelem do tego typu badań, ponieważ reakcji na stres towarzyszy m.in. indukcja biosyntezy białek hemowych, takich jak katalaza i cytochromy. W komórkach drożdży szczepu dzikiego rosnących na pożywce YPG zawierającej 2 % glukozy w logarytmicznej fazie wzrostu hodowli poziom aktywności katalazy enzymu jest niski. Widma cytochromowe w tych warunkach są płaskie, co informuj o małej aktywności kompleksów oddechowych. Warunki stresu wywołują indukcję ekspresji genu CTT kodującego katalazę T i enzym ten jest syntetyzowany de novo. W ciągu krótkiego czasu poziom aktywności katalazy T gwałtownie wzrasta, osiągając wartość charakterystyczną dla stacjonarnej fazy wzrostu komorę drożdży. Podobnie pod wpływem stresu zachodzi indukowana biosynteza białek cytochromowych. Badano wpływ pyretroidów na przebieg indukowanej przez warunki stresu biosyntezę tych białek hemowych w komórkach drożdży S. cerevisiae. Doświadczenia przeprowadzono na standardowym szczepie dzikich drożdży. Hodowle drożdży prowadzono w pożywce płynnej YPG. Wpływ pyretroidów (esfenwalerat, deltametryna, cypermetryna) na indukowaną biosyntezę białek hemowych badano w warunkach stresu: alkoholowego lub osmotycznego (wywoływanego przez chlorek sodu lub azotan(V) sodu). Oznaczano aktywność katalazy i wykonano niskotemperaturowe widma cytochromowe komórek drożdży. Stwierdzono że równoczesne stosowanie pyretroidów i warunków stresu powoduje zahamowanie indukowanej syntezy białek hemowych, to jest katalazy T i cytochromów.

12

Do Antioxidants Counteract the Toxic Effects of Pyrethroids on Saccharomyces cerevisiae Yeast?

Krzepiłko A., Święciło A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 9

1171-1178

EN

Pyrethroids are synthetic esters of primary or secondary alcohols containing at least one double bond and chrysanthemic acid [2,2-dimethyl-3-(2-methylpropenyl)-cyclopropanecarboxylic acid), or halogen analogues of it. These compounds have been used as insecticides. Their mechanism of toxic action on insects consists in inhibiting the activity of ion channels in nerve cells. According to data from the literature, generation of reactive forms of oxygen may be the mechanism of numerous non-specific reactions induced by these pesticides in various organisms. The aim of this study was to determine whether supplementing media with antioxidants protects Saccharomyces cerevisiae yeast cells from loss of viability caused by incubation with pyrethroids. The yeast cells were incubated for 2 h with selected pyrethroids and then plated on solid medium containing various antioxidants. The survival rates of yeast cells grown on control media and enriched media were compared. The antioxidants applied were not found to protect the yeast cells from the toxicity of the pyrethroids.

PL

Pyretroidy są syntetycznymi insektycydami, w swojej strukturze chemicznej zawierają, alkohol pierwsze- lub drugorzędowych (zawierających przynajmniej jedno wiązanie podwójne) połączony estrowo z kwasem chryzantemowym [kwasu 3-(2,2-dimetylowinylo)-2,2-dimetylo cyklopropanokarboksylowego] lub analogiem tego kwasu. Związki te znalazły zastosowanie jako insektycydy. Mechanizm ich toksycznego działania na owady polega na hamowaniu aktywności kanałów jonowych w komórkach nerwowych. Według danych literaturowych te pestycydy mogą wywoływać u różnych organizmów szereg niespecyficznych reakcji, których wspólnym mechanizmem może być generowanie reaktywnych form tlenu. Badając toksyczne działanie pyretroidów na komórki drożdży, stwierdzono występowanie mian charakterystycznych dla stresu oksydacyjnego, takich jak: zmiany aktywności katalazy i dysmutazy ponadtlenkowej, zmniejszenie zredukowanego glutationu, zmniejszenie stężenia zredukowanego glutationu i grup tiolowych, obniżenie całkowitej zdolności antyoksydacyjnej. Celem prezentowanej pracy było zbadanie, czy dodatek antyoksydantów do pożywki uchroni komórki drożdży Saccharomyces cerevisiae przed zabiciem powodowanym inkubacją z pyretroidami. Komórki drożdży inkubowano przez 2 h z wybranymi pyretroidami, a następnie wysiewano na pożywkę stałą zawierającą różne antyoksydanty fenolowe, a także witaminy i ich pochodne. Porównywano przeżywalność komórek drożdży na pożywkach kontrolnych i wzbogaconych o antyoksydanty. W przypadku komórek drożdży nie stwierdzono ochronnej roli zastosowanych antyoksydantów przed toksycznością pyretroidów.

13

Wpływ wybranych pyretroidów na stężenie grup tiolowych w ekstraktach z komórek drożdży Saccharomyces cerevisiae

Krzepiłko A.

Proceedings of ECOpole

|

2008

|

Vol. 2, No. 2

451--454

PL

Pyretroidy, zaliczane do insektycydów, są estrami alkoholi pierwszo- lub drugorzędowych, zawierającymi przynajmniej jedno wiązanie podwójne i kwasu chryzantemowego [kwasu 3-(2,2-dimetylowinylo)-2,2-dimetylocyklopropanokarboksylowego]. Typowy mechanizm działania pyretroidów polega na blokowaniu kanałów jonowych w układzie nerwowym owadów. Związki te oddziałują niespecyficznie także na inne organizmy i powodują nieprawidłowe procesy metaboliczne, wpływają na aktywność różnych enzymów. Te niespecyficzne skutki działania pyretroidów mogą być powiązane z generowaniem wolnych rodników. Celem prezentowanej pracy było określenie zmian zawartości grup tiolowych w ekstraktach z komórek drożdży Saccharomyces cerevisiae. Komórki drożdży hodowano na pożywce YPG do fazy logarytmicznej lub stacjonarnej, inkubowano z różnymi stężeniami pyretroidów: bifentryny, cypermetryny i deltametryny przez dwie godziny. Następnie przygotowano ekstrakty z komórek drożdży i oznaczono w nich zawartość grup tiolowych za pomocą odczynnika Ellmana zawierającego DTNB. StęŜenie grup tiolowych wyrażono w ekwiwalencie mM GSH. Stwierdzono, że inkubacja komórek drożdży z pyretroidami powoduje obniżenie stężenia grup tiolowych w ekstraktach. Następnie wykonano barwienie komórek drożdży na obecność zredukowanego glutationu barwnikiem fluorescencyjnym mBCl. Inkubacja komórek z pyretroidami powodowała zmniejszenie intensywności fluorescencji, co sugeruje zmniejszenie stężenia zredukowanego glutationu. Uzyskane wyniki sugerują, że zmiany stężenia grup tiolowych mogą być przydatnym markerem stresu oksydacyjnego w badaniach nad toksycznością pyretroidów.

EN

Pyrethroids are esters of primary or secondary alcohols containing at least one double bond and chrysanthemic acid (2,2-dimethyl-3-(2-methylpropenyl)-cyclopropanecarboxylic acid). Pyrethroids are insecticides whose typical mechanism of action is the blocking of ion channels in the nervous system of insects. These compounds also have non-specific effects on other organisms. They cause abnormal metabolic processes, affect the activity of various enzymes and can have genotoxic effects. These non-specific effects of pyrethroids may involve free radical generation. The aim of this study was to assess changes in the content of thiol groups in Saccharomyces cerevisiae yeast cell extracts. The cells were cultivated on YPG medium to the logarithmic or stationery phase and incubated for two hours with various concentrations of the pyrethroids bifenthrin, cypermethrin and deltamethrin. Then extracts were prepared from the yeast cells and their thiol group content was determined using Ellman's reagent (DTNB). Concentration of thiol groups was expressed as mM of GSH equivalent. It was found that incubating yeast cells with pyrethroids caused a reduction in concentration of thiol groups in the extracts. Subsequently the yeast cells were stained to test for the presence of reduced glutathione using the fluorescent stain mBCl. Incubating the cells with pyrethroids caused a decrease in fluorescence intensity, which suggests a decreased concentration of reduced glutathione. The results obtained suggest that changes in concentration of thiol groups can be a useful oxidative stress marker in studies on pyrethroid toxicity.

14

Ocena toksyczności wybranych pyretroidów dla mokórek drożdży Saccharomyces cerevisiae metodą barwienia

Krzepiłko A., Święciło A.

Proceedings of ECOpole

|

2007

|

Vol. 1, No. 1/2

165--168

PL

Testy mikrobiologiczne są powszechnie stosowane do oceny toksyczności pestycydów. W prezentowanej pracy zastosowano wybrane metody barwienia komórek drożdży Saccharomyces cerevisiae do oceny toksyczności pyretroidów. Dodatek do hodowli pyretroidów powoduje wzrost liczby komórek wybarwionych błękitem metylenowym i safranią, co sugeruje uszkodzenie błony komórkowej. Stwierdzono, że liczba wybarwionych komórek wzrasta wraz z zastosowaną dawką pyretroidu. Pyretroidy wpływają na stan metaboliczny komórek, co potwierdzono za pomocą barwienia Live-Dead. Wraz ze wzrostem stężenia pyretroidu spada liczba komórek aktywnie metabolizujących, natomiast zwiększa się liczba komórek martwych i osłabionych, o małej aktywności metabolicznej. Barwnik RedoxSensor Red stosowany do badania potencjału oksydoredukcyjnego komórek jest także przydatny do określenia toksyczności badanych pestycydów. Po inkubacji z pyretroidami intensywność fluorescencji słabnie, co sugeruje zaburzenie homeostazy redoks w komórkach drożdży. Przeprowadzone barwienia komórek drożdży mogą być stosowane jako szybki, wstępny test pozwalający określić toksyczność pyretroidów.

EN

Microbiological assays are commonly used to assess the toxicity of pesticides. In this study selected methods for staining Saccharomyces cerevisiae yeast cells were used to assess the toxicity of pyrethroids. Adding pyrethroids to a culture causes an increase in the number of cells stained with methylene blue or safranin, which suggests damage to the cell membrane. The number of stained cells was found to increase with the amount of pyrethroid applied. Pyrethroids affect the metabolic state of cells, which was confirmed using Live-Dead staining. As pyrethroid concentration is increased, there is a decrease in the number of meiabolically active cells and an increase in the number of dead ones and weakened ones with low metabolic activity. RedoxSensor Red stain, used for testing the redox potential of cells, is also useful for determining the toxicity of these pyrethroids. After incubation with pyrethroids fluorescence intensity decreases, which suggests a disturbance of redox homeostasis in the yeast cells. These methods of staining yeast cells can be used as quick preliminary tests for determining the toxicity of pyrethroids.

15

Effect of selected pyrethroids on concentration of thiol groups in Saccharomyces cerevisiae yeast cell extracts

Krzepiłko A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 10

1103-1109

EN

Pyrethroids are esters of primary or secondary alcohols containing at least one double bond and chrysanthemic acid (2,2-dimethyl-3-(2-methylpropenyl)-cyclopropanecarboxylic acid). Pyrethroids are insecticides whose typical mechanism of action is the blocking of ion channels in the nervous system of insects. These compounds also have non-specific effects on other organisms. They cause abnormal metabolic processes, affect the activity of various enzymes and can have genotoxic effects. These non-specific effects of pyrethroids may involve free radical generation. The aim of this study was to assess changes in the content of thiol groups in Saccharomyces cerevisiae yeast cell extracts. The cells were cultivated on YPG medium to the logarithmic or stationery phase and incubated for two hours with various concentrations of the pyrethroids bifenthrin, cypermethrin and deltamethrin. Then extracts were prepared from the yeast cells and their thiol group content was determined using Ellman's reagent (DTNB). Concentration of thiol groups was expressed as mM of GSH equivalent. It was found that incubating yeast cells with pyrethroids caused a reduction in concentration of thiol groups in the extracts. Subsequently the yeast cells were stained to test for the presence of reduced glutathione using the fluorescent stain mBCl. Incubating the cells with pyrethroids caused a decrease in fluorescence intensity, which suggests a decreased concentration of reduced glutathione. The results obtained suggest that changes in concentration of thiol groups can be a useful oxidative stress marker in studies on pyrethroid toxicity.

PL

Pyretroidy, zaliczane do insektycydów, są estrami alkoholi pierwszo- lub drugorzędowych zawierających przynajmniej jedno wiązanie podwójne i kwasu chryzantemowego [kwasu 3-(2,2-dimetylowinylo)-2,2-dimetylo cyklopropanokarboksylowego]. Typowy mechanizm działania pyretroidów polega na blokowaniu kanałów jonowych w układzie nerwowym owadów. Związki te oddziałują niespecyficznie także na inne organizmy i powodują nieprawidłowe procesy metaboliczne, wpływają na aktywność różnych enzymów, mogą oddziaływać genotoksycznie. Te niespecyficzne skutki działania pyretroidów mogą być powiązane z generowaniem wolnych rodników. Celem prezentowanej pracy było określenie zmian zawartości grup tiolowych w ekstraktach z komórek drożdży Saccharomyces cerevisiae. Komórki drożdży hodowano na pożywce YPG do fazy logarytmicznej lub stacjonarnej, inkubowano z różnymi stężeniami pyretroidów: bifentryny, cypermetryny i deltametryny przez dwie godziny. Następnie przygotowano ekstrakty z komórek drożdży i oznaczono w nich zawartość grup tiolowych za pomocą odczynnika Ellmana zawierającego DTNB. Stężenie grup tiolowych wyrażono w ekwiwalencie mM GSH. Stwierdzono, że inkubacja komórek drożdży z pyretroidami powoduje obniżenie stężenia grup tiolowych w ekstraktach. Następnie wykonano barwienie komórek drożdży na obecność zredukowanego glutationu barwnikiem fluorescencyjnym mBCl. Inkubacja komórek z pyretroidami powodowała zmniejszenie intensywności fluorescencji, co sugeruje obniżenie stężenia zredukowanego glutationu. Uzyskane wyniki sugerują, że zmiany stężenia grup tiolowych mogą być przydatnym markerem stresu oksydacyjnego w badaniach nad toksycznością pyretroidów.

16

Effect of deltamethrin on the antioxidant system of Saccharomyces cerevisiae yeast

Krzepiłko A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 2

191-196

EN

: Pyrethroids are compounds commonly used as insecticides in agriculture and in households. The subject of this study was the effect of deltamethrin -(S)-alpha-cyano-3-phenoxybenzyl(1R)-cis-3-(2,2-dibromovinyl)-2,2-dimethylcyclopropanecarboxylate on the survival rate of mutants of Saccharomyces cerevisiae yeast with an altered antioxidant system. The experiments were conducted on a wild strain of yeast and on mutants with an altered antioxidant system: sod1 without cytosolic superoxide dismutase activity, sod2 without mitochondńal superoxide dismutase activity and sod1sod2 with no activity of either dismutase, cttlctal with no catalase activity, and also the mutant C4 with a lowered level of glutathione. The criterion for measuńng sensitivity of the yeast to this pyrethroid was the cells' ability to form colonies. The results of the studies on the survival rate of mutants suggest that the enzyme superoxide dismutase plays a key role in protecting cells from the toxicity of deltamethrin. When catalase and superoxide dismutase activity was studied in extracts of wild strain yeast cells, a reduction in the activity of these enzymes was found in cells constantly exposed to the action of deltamethrin. These results suggest that pyrethroids affect the activity of the antioxidant system of yeast cells. A reduction in catalase and dismutase activity in wild strain yeast cells could be the result of long-term stress caused by the presence of deltamethrin in the medium.

PL

Pyretroidy to związki zaliczane do insektycydów, powszechnie stosowane w rolnictwie i gospodarstwach domowych. Celem prezentowanej pracy było zbadanie wpływu deltametryny (S)-alpha-cyano-3-fenoxybenzylo(1R)-cis-3-(2,2-dibromowinylo)-2,2-dimetylocyclopropanokarboksylanu na przeżywalność mutantów drożdży Saccharomyces cerevisiae o zmienionym systemie antyoksydacyjnym. Doświadczenia przeprowadzono na dzikim szczepie drożdży i mutantach o zmienionym systemie antyoksydacyjnym: sodl pozbawionym aktywności cytosolowej dysmutazy ponadtlenkowej, sod2 pozbawionym aktywności mitochondrialnej dysmutazy ponadtlenkowej i sodlsod2 pozbawionym aktywności obu dysmutaz, mutancie cttlctal pozbawionym aktywności katalaz, a także mutancie C4 o obniżonym poziomie glutationu. Miarą wrażliwości drożdży na ten pyretroid była zdolność komórek do wytworzenia kolonii. Wyniki badań nad przeżywalnością mutantów sugerują, że enzym dysmutaza ponadtlenkowa pełni kluczową rolę w ochronie komórek przed toksycznością deltametryny. Badając aktywność katalazy i dysmutazy ponadtlenkowej w ekstraktach komórek dzikiego szczepu drożdży, stwierdzono obniżenie aktywności tych enzymów w komórkach ciągle narażonych na działanie deltametryny. Uzyskane wyniki sugerują, że pyretroidy wpływają na aktywność systemu antyoksydacyjnego komórek drożdży. Obniżenie aktywności katalazy i dysmutazy w komórkach dzikiego szczepu drożdży może być wynikiem długotrwałego stresu powodowanego obecnością deltametryny w pożywce.

17

Assessing the toxicity of selected pyrethroids for Saecharomyces cerevisiae yeast cells using staining methods

Krzepiłko A., Święciło A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 10

1111-1117

EN

Microbiological assays are commonly used to assess the toxicity of pesticides. In this study selected methods for staining Saccharoinyces cerevisiae yeast cells were used to assess the toxicity of pyrethroids. Adding pyrethroids to a culture causes an increase in the number of cells stained with methylene blue or safranin, which suggests damage to the cell membrane. The number of stained cells was found to increase with the amount of pyrethroid applied. Pyrethroida affect the metabolic state of cells, which was confirmed using Live-Dead staining. As pyrethroid concentration is increased, there is a decrease in the number of metabolically active cells and an increase in the number of dead ones and weakened ones with Low metabolic activity. RedoxSensor Red stain, used for testing the redox potential of cells, is also useful for determining the toxicity of these pyrethroids. After incubation with pyrethroids fluorescence intensity decreases, which suggests a disturbance of redox homeostasis in the yeast cells. These methods of staining yeast cells can be used as quick preliminary tests for determining the toxicity of pyrethroids.

PL

Testy mikrobiologiczne są powszechnie stosowane do oceny toksyczności pestycydów. W prezentowanej pracy zastosowano wybrane metody barwienia komórek drożdży Saccharomyces ceievisiae do oceny toksyczności pyretroidów. Dodatek do hodowli pyretroidów powoduje wzrost liczby komórek wybarwionych błękitem metylenowym i safranią, co sugeruje uszkodzenie błony komórkowej. Stwierdzono, że liczba wybarwionych komórek wzrasta wraz z zastosowaną dawką pyretroidu. Pyretroidy wpływają na stan metaboliczny komórek, co potwierdzono za pomocą barwienia Live-Dead. Wraz ze wzrostem stężenia pyretroidu spada liczba komórek aktywnie metabolizujących, natomiast zwiększa się liczba komórek martwych i osłabionych, o małej aktywności metabolicznej. Barwnik RedoxSensor Red stosowany do badania potencjału oksydoredukcyjnego komórek jest także przydatny do określenia toksyczności badanych pyretroidów. Po inkubacji z pyretroidami intensywność fluorescencji słabnie, co sugeruje zaburzenie homeostazy redoks w komórkach drożdży. Przeprowadzone barwienia komórek drożdży mogą być stosowane jako szybki, wstępny test pozwalający określić toksyczność pyretroidów.

18

Wpływ glufozinatu amonu – aktywnego składnika preparatu Basta na aktywność katalazy w komórkach drożdży Saccharomyces cerevisiae

Krzepiłko A, Święciło A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Nr 11

214--215

PL

Celem tej pracy było zbadanie czy glifozinat amonu aktywny składnik herbicydu Basta wpływa na aktywność katalazy w komórkach drożdży Saccharomyces cerevisiae i wywołuje opisaną reakcję stresową.

19

Rola systemu antyoksydacyjnego w odpowiedzi komórek drożdży Saccharomyces Cerevisiae na silny stres solny

Święciło A., Krzepiłko A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Nr 11

224