Oddziaływanie związków fluoru i selenu na wybrane parametry biochemiczne siewek dwóch odmian kukurydzy cukrowej (Zea mays var. saccharata)
MICHAŁ STRĘK
Katedra Fizjologii Roślin i Biochemii Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie ul. Słowackiego 17, 71-434 SzczecinARKADIUSZ TELESIŃSKI
Katedra Fizjologii Roślin i Biochemii Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie ul. Słowackiego 17, 71-434 SzczecinAbstrakt
Celem badań było określenie wpływu fluoru (F) i selenu (Se) na wybrane parametry biochemiczne siewek dwóch odmian kukurydzy cukrowej: ‘Złota Karłowa’ i ‘Waza’. Doświadczenie wazonowe przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych na piasku gliniastym o zawartości Corg 8,7 g·kg-1. Do próbek gleby wprowadzono, zarówno oddzielnie, jak i razem, w różnych kombinacjach fluor (w postaci NaF, tak aby ilość F wynosiła 10 mmol·kg-1) lub/i selen na stopniach utlenienia +IV i +VI (odpowiednio jako H2SeO3 i H2SeO4, tak aby ilość Se wynosiła 0,05 mmol·kg-1). Do każdej z kombinacji, o masie 1 kg, wysiano po 15 ziarniaków danej odmiany kukurydzy. Próbą odniesienia były rośliny rosnące w glebie bez dodatku F i Se. W siewkach kukurydzy w 14., 21. i 28. dniu oznaczono zawartość barwników asymilacyjnych (chlorofil a, chlorofil b, karotenoidy), polifenoli ogółem oraz proliny. Wprowadzenie do gleby fluoru i selenu, zarówno oddzielnie, jak i łącznie, spowodowało istotne zmiany oznaczanych parametrów biochemicznych. Wiązało się to również z cechami morfologicznymi siewek obu odmian kukurydzy cukrowej. We wszystkich kombinacjach, gdzie był obecny Se(VI), zaobserwowano uschnięcie siewek zaraz po skiełkowaniu. Trudno jednoznacznie ocenić wpływ Se(IV) i F na oznaczane parametry. Wykazane zmiany zależne były zarówno od terminu pomiaru, jak i odmiany kukurydzy. Można jednak stwierdzić, że obecność w glebie Se(IV) i F w większym stopniu wpłynęła na zawartość barwików asymilacyjnych niż na koncentrację polifenoli ogółem i proliny. Zaznaczyła się ponadto istotna statystycznie dodatnia korelacja pomiędzy zawartością barwników asymilacyjnych a zawartością polifenoli ogółem i proliny.
Słowa kluczowe:
fluor, selen, kukurydza, barwniki asymilacyjne, polifenole, prolinaBibliografia
Arnon D.I., Allen M.B., Whatley F.R., 1956. Photosynthesis by isolated chloroplasts. Biochim. Biophys Acta. 20, 449–461.
Bates L.S., Waldren R.P., Teare I.D., 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant Soil 39(1), 205–207.
Baunthiyal M., Ranghar S., 2014. Physiological and biochemical responses of plants under fluoride stress. Fluoride 47(4), 287–293.
Bellomo S., Aiuppa A., D'Alessandro W., Parello F., 2007. Environmental impact of magmatic fluorine emission in the Mt. Etna area. J. Volcan. Geoth. Res. 165, 87–101.
Borowska K., Lemanowicz J., Koper J., Siwik-Ziomek A., Piotrowska-Długosz A., Polkowska M., 2015. Zależność między zawartością fitodostępnych form selenu, siarki i fosforu w glebie oraz ich wpływ na pobieranie selenu przez rośliny pszenicy ozimej w warunkach zróżnicowanego nawożenia. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 580, 3–11.
Dong J.Z., Wang Y., Wang S.H., Yin L.P., Xu G.J., Zheng C., Lei C., Zhang M.Z., 2013. Selenium increases chlorogenic acid, chlorophyll and carotenoids of Lycium chinense leaves. J. Sci. Food Agric. 93(2), 310–315.
Elloumi N., Amor A.B., Zouari M., Belhaj D., Abdallah F.B., Kallel M., 2016. adaptive biochemical responses of Punica granatum to atmospheric fluoride pollution. Fluoride 49(3 Pt 2), 357–369.
Elloumi N., Zouari M., Mezghani I., Abdallah F.B., Woodward S., Kallel M., 2017. Adaptive bio-chemical and physiological responses of Eriobotrya japonica to fluoride air pollution. Ecotoxicology 26(7), 991–1001.
Gao Y.-H., Fu S.-B., Xu C.-B., Wan G.-M., Wu Y., Sun D.-J. 2005. Action and antagonistic effects of selenium on fluorosis associated with brick tea. Chin. J. Endemiol. 24(1), 11–13.
Haghighi M., Sheibanirad A., Pessarakli M., 2016. Effects of selenium as a beneficial element on growth and photosynthetic attributes of greenhouse cucumber. J. Plant Nutr. 39(10), 1493–1498.
Hawrylak-Nowak B., 2008. Effect of selenium on selected macronutrients in maize plants. J. Elem. 13(4), 513–519.
Kłódka D., Telesiński A., Mroczek J., Komsta A., 2009. Zmiany zawartości kwasu askorbinowego, glutationu, flawonoidów oraz związków fenolowych w wybranych gatunkach roślin w zależności od stopnia utlenienia selenu dodanego do podłoża. Część I. Rośliny jednoliścienne. Ochr. Środ. Zas. Natur. 40, 293–300.
Kumar K.A., Rao A.V.B., 2008. Physiological responses to fluoride in two cultivars of mulberry. World J. Agric. Sci. 4(4), 463–466.
Lichtenthaler H., Wellburn A., 1983. Determination of total carotenoids and chlorophyll a and b of leaf extracts in different solvents. Biochem. Soc. Trans. 603, 591–592.
Luo K., Ren D., Xu L., Dai S., Cao D., Feng F., Tan J., 2004. Fluoride content and distribution pattern in Chinese coals. Int. J. Coal Geol. 57, 143–149.
Lyons M.P., Papazyan T.T., Surai P.F., 2007. Selenium in food chain and animal nutrition: lessons from nature – review. Asian-Aust. J. Anim. Sci. 20(7), 1135–1155.
McLaughlin M.J., Stevens D.P., Keerthisinghe D.G., Cayley J.W.D., Ridley A.M., 2001. Contamination of soil with fluoride by long-term application of superphosphates to pastures and risk to grazing animals. Austr. J. Soil Res. 39, 627–640.
Mourad N.M., Sharshar T., Elnimr T., Mousa M.A., 2009. Radioactivity and fluoride contamination derived from a phosphate fertilizer plant in Egypt. Appl. Radiat. Isot. 67, 1259–1268.
Naim M.A., Matin M.A., Anee T.I., Hasanuzzaman M., Chowdhury I.F., Razafindrabe B.H.N., Hasanuzzaman M., 2017. Exogenous selenium improves growth, water balance and chlorophyll content in indica and japonica rice exposed to salinity. Transylv. Rev. 25(16), 4047–4057.
Pang Y.X., Guo Y.Q., Zhu P., Fu K.W., Sun Y.F., Tang R.Q. 1996. The effects of fluoride, alone and in combination with selenium, on the morphology and histochemistry of skeletal muscle. Fluoride 29(2), 59–62.
Ram A., Verma P., Gadi B.R., 2014. Effect of fluoride and salicylic acid on seedling growth and biochemical parameters of watermelon (Citrullus lanatus). Fluoride 47(1), 49–55.
Reddy M.P., Kaur M., 2008. Sodium fluoride induced growth and metabolic changes in Salicornia brachiata Roxb. Water Air Soil Pollut. 188, 171–179.
Telesiński A., Śnioszek M., Musik D., Paszun W., Hury G., 2009a. Określenie rodzaju interakcji pomiędzy oddziaływaniem związków selenu i fluoru na aktywność katalazy w roślinach soi (Glycine max L. Merr.). Ochr. Środ. Zas. Natur. 41, 227–235.
Telesiński A., Kłódka D., Komsta A., Mroczek J., 2009b. Zmiany zawartości kwasu askorbinowego, glutationu, flawonoidów oraz związków fenolowych w wybranych gatunkach roślin w zależności od stopnia utlenienia selenu dodanego do podłoża. Część II. Rośliny dwuliścienne. Ochr. Środ. Zas. Natur. 40, 372–379.
Telesiński A., Grzeszczuk M., Jadczak D., Zakrzewska H., 2012. Fluoride content and biological value of flowers of some chamomile (Matricaria recutita L.) cultivars. J. Elem. 17(4), 703–712.
Valkama E., Kivimäenpää M., Hartikainen H., Wulff A., 2003. The combined effects of enhanced UV-B radiation and selenium on growth, chlorophyll fluorescence and ultrastructure in strawberry (Fragaria × ananassa) and barley (Hordeum vulgare) treated in the field. Agric. Forest Meteor. 120, 267–278.
Wang A., Xia T., Ru R., Yuan J., Chen X., Yang K., 2004. Antagonistic effects of selenium on oxidative stress, DNA damage, and apoptosis induced by fluoride in human hepatocytes. Fluoride 37(2), 107–116.
Wang S., Liang D., Wang D., Wei W., Fu D., Lin Z., 2012. Selenium fractionation and speciation in agriculture soils and accumulation in corn (Zea mays L.) under field conditions in Shaanxi Province, China. Sci. Total Environ. 15, 159–164.
Yadu B., Chandrakar V., Keshavkant S., 2016. Responses of plants to fluoride: an overview of oxidative stress and defense mechanisms. Fluoride 49(3 Pt 2), 293–302.
Yu L., Haley S., Perret J., Harris M., Wilson J., Qian M., 2002. Free radical scavenging properties of wheat extracts. J. Agric. Food Chem. 50(6), 1619–1624.
Yu R.-A., Xia T., Wang A.-G., Chen X.-M. 2006. Effect of selenium and zinc on renal oxidative stress and apoptosis induced by fluoride in rats. Biomed. Environ. Stud. 19(6), 439–444.
Zhong Y., Chen J.J., 2016. Effects of selenium on biological and physiological properties of the duckweed Landoltia punctate. Plant Biol. 18(5), 797–804.
Katedra Fizjologii Roślin i Biochemii Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie ul. Słowackiego 17, 71-434 Szczecin
Katedra Fizjologii Roślin i Biochemii Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie ul. Słowackiego 17, 71-434 Szczecin
Licencja
Artykuły są udostępniane na zasadach CC BY 4.0 (do 2020 r. na zasadach CC BY-NC-ND 4.0)..
Przysłanie artykułu do redakcji oznacza, że nie był on opublikowany wcześniej i nie jest rozpatrywany do publikacji gdzie indziej.
Autor podpisuje oświadczenie o oryginalności dzieła, wkładzie poszczególnych osób i źródle finansowania.
Samoarchiwizacja
Czasopismo Agronomy Science przyjęło politykę samoarchiwizacji nazwaną przez bazę Sherpa Romeo drogą niebieską. Od 2021 r. autorzy mogą samoarchiwizować postprinty artykułów oraz wersje wydawnicze (zgodnie z licencją CC BY). Artykuły z lat wcześniejszych (udostępniane na licencji CC BY-NC-ND 4.0) mogą być samoarchiwizowane tylko w wersji wydawniczej.
