Wpływ kwasu salicylowego na tolerancję traw na skażenie Cu i Zn
Loading...
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach
Abstract
W warunkach stresu oksydacyjnego spowodowanego niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi, np. oddziaływaniem metali ciężkich (MC), rośliny syntetyzują kwas salicylowy (KS), który wywołuje ekspresję genów odpowiedzialnych za biosyntezę związków regulujących poziom reaktywnych form tlenu i antyoksydantów, jak również kompleksuje metale i odpowiednio rozprowadza je w roślinie. Celem badań było sprawdzenie reakcji dwóch gatunków traw z rodzaju Festuca na dolistną aplikację KS w warunkach skażenia gleby Cu lub Zn. Przeprowadzono dwa jednoroczne doświadczenia, powtarzane przez 2 lata. Były to doświadczenia wazonowe na glebie symulacyjnie zanieczyszczonej Cu i Zn, w układzie dwuczynnikowym, w 6 powtórzeniach. Czynnik I - dawka i rodzaj metalu (CuO – obiekt kontrolny, Cu1 - 80 mg·kg-1, Cu2 - 160 mg·kg-1, Zn1 -200 mg·kg-1, Zn2 - 400 mg·kg-1 , czynnik II – dolistna aplikacja KS (kontrola - O mMol·dm-3, oprysk KS - 1mMol·dm-3). Roślinami testowymi były: kostrzewa trzcinowa (Festuca arundinacea) i kostrzewa czerwona (Festuca rubra). Oprysk KS przeprowadzono po trzech tygodniach od wschodów i powtórzono po dwóch tygodniach. Plon biomasy traw określono po 2 miesiącach od wschodów. Zawartość Cu i Zn w glebie oraz w roślinach oznaczono metodą ICP-OES. Przeprowadzono również analizę zawartości kwasów fenolowych oraz flawonoidów w części nadziemnej traw metodą UFLC-MS/MS. Skażenie gleby Cu lub Zn spowodowało istotne obniżenie plonów części nadziemnej i masy korzeni obu gatunków traw. Obniżka plonu części nadziemnej, w zależności od poziomu skażenia Cu i gatunku trawy, wynosiła o 42-91%, a masy korzeni o 55-92% w stosunku do kontroli. Na glebie skażonej Zn trawy obniżyły plon części nadziemnej o 20-77%, a masa korzeni zmniejszyła się o 52-60% lub została prawie całkowicie zredukowana. Badane gatunki traw wykazały różną tolerancję na poszczególne metale. Kostrzewa trzcinowa okazała się bardziej wrażliwa na cynk, niż na miedź, a kostrzewa czerwona przeciwnie. Miało to związek z różnymi mechanizmami obronnymi, właściwymi dla danego gatunku trawy i specyfiki metalu. Trawy różniły się ilością i rodzajem związków fenolowych, które biorą udział w detoksykacji metali w roślinie. Dolistna aplikacja KS na rośliny złagodziła tylko fitotoksyczność Cu u kostrzewy trzcinowej. W wyniku aplikacji KS nastąpił wzrost plonu części nadziemnej o około 17-20% oraz masy korzeni o 15% w porównaniu z obiektami Cul i Cu2, które nie były traktowane KS. Jednocześnie stwierdzono, zmniejszenie akumulacji Cu w części nadziemnej i korzeniach oraz częściowe zablokowanie transportu tego pierwiastka z korzeni do pędów. Zastosowanie KS nie wpłynęło natomiast na złagodzenie fitotoksyczności Zn u kostrzewy trzcinowej oraz obu metali u kostrzewy czerwonej.