1109145420

ROLA PEKTYN ŚCIANY KOMÓRKOWEJ W DETOKSYKACJI JONÓW KADMU

Justyna Szerement, Alicja Szatanik-Kloc

Instytut Agrofizyki Polskiej Akademii Nauk w Lublinie, Zakład Fizykochemii Materiałów, e-mail: [e-mail]

Wstęp

Metale ciężkie są łatwo pobierane przez rośliny, głównie przez system korzeniowy. Ich obecność w komórkach roślinnych zakłóca prawidłowy wzrost i rozwój roślin. Jednym z mechanizmów obronnych roślin uniemożliwiającym wnikanie jonów metali ciężkich w głąb korzenia jest ich unieruchamianie w ścianach komórkowych. Ściany komórkowe niektórych gatunków roślin mogą zatrzymać nawet do 80-95% pobranego metalu. Za główne czynniki chelatujące jony metali ciężkich w ścianach komórkowych uważa się grupy karboksylowe pektyn. Efektywność wiązania danego metalu przez ścianę komórkową zależy więc głównie od zawartości pektyn oraz ilości wolnych grup karboksylowych pektyn, czyli ich stopnia estryfikacji.

Jednym z najbardziej toksycznych metali ciężkich dla roślin jest kadm. Pomimo, że jest on pierwiastkiem zbędnym dla roślin (jego rola w fizjologii roślin nie jest dostatecznie poznana) pobierany jest przez korzenie stosunkowo łatwo. Zdolność do akumulacji kadmu w roślinach zależy od jego ilości w glebie, gatunku, odmiany, części rośliny i stadium rozwoju. W literaturze coraz więcej uwagi poświęca się roli pektyn ściany' komórkowej w detoksykacji kadmu, jednak mechanizm ten nie został jeszcze dostatecznie poznany.

Materiały i metody

Badania zostały przeprowadzone na dwóch gatunkach roślin należących do rodziny selerowatych: seler korzeniowy (Talar) oraz pasternak (Hollow Crown). Wzrost i rozwój badanych roślin przeprowadzono w hydroponice przy ściśle kontrolowanym składzie i pH pożywki Hoaglanda. Po 6 tygodniach od wschodów w części pojemników obniżono odczyn pożywki do pH 5 i dodano jony kadmu w stężeniach 2, 20, 40 mg dm ³ w formie roztworu chlorku kadmu CdCl2-2,5H₂0. Jako kontrolę pozostawiono część roślin rosnących przy pH7 bez jonów kadmu. Stres trwał 14 dni. W materiale korzeniowym i częściach nadziemnych oznaczono suchą masę oraz zawartość wybranych mikro i makroelementów. W ścianach komórkowych wyznaczono całkowitą zawartość pektyn i poszczególnych frakcji pektyn oraz stopień estryfikacji pektyn.

Wnioski

Z przeprowadzonych badań wynika, że seler i pasternak, pomimo, że należą do jednej rodziny, różnie reagują na stres kadmowy. W stresie kadmowym w ścianach komórkowych korzeni pastemaka rośnie zawartość pektyn (głównie frakcji rozpuszczalnej w słabych alkaliach) oraz stopień ich estryfikacji. Natomiast w ścianach komórkowych korzeni selera stres kadmowy' powoduje zmniejszenie całkowitej zawartości pektyn i stopnia estryfikacji. Rośliny różnią się również zaw'artością kadmu w korzeniach i częściach nadziemnych: pasternak akumuluje więcej kadmu.

Słowa kluczowe: kadm, pektyny, ściana komórkowa

Forum

Młodych

Przyrodników

20