plik


ÿþFragm. agron. 29(4) 2012, 183 193 WPAYW ROKU ZBIORU NASION SOI (GLYCINE MAX L. MERRILL) NA AKUMULACJ {ELAZA Z ROZTWORÓW FeSO4* magdalena zieliDSka-daWidziak1, Jerzy naWracaBa2, dorota piaSecka-kWiatkoWSka1, eWelina król3, halina Staniek3, zBignieW kreJpcio3 1 Katedra Biochemii i Analizy {ywno[ci, 2Katedra Genetyki i Hodowli Ro[lin, 3 Katedra Higieny {ywienia CzBowieka, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu mzd@up.poznan.pl Synopsis. Prezentowane do[wiadczenia prowadzono na dwóch polskich odmianach nasion soi  Nawiko i Augu[cie. Nasiona uzyskano z trzech kolejnych lat zbiorów (2009 2011). Celem badaD byBa analiza wpBywu warunków pogodowych, tj. temperatury i opadów, na zawarto[ biaBka w nasionach oraz wyni- kajc z tego odporno[ nasion na stres abiotyczny i ich zdolno[ do akumulacji jonów |elaza z medium hodowlanego. Soja byBa uprawiana na tym samym polu z zastosowaniem co roku tego samego nawo|enia. W zebranych nasionach oznaczono zawarto[ biaBka ogólnego i ekstrahowalnego. Nastpnie nasiona pod- dano 7-dniowemu procesowi kieBkowania w roztworach 20 i 25 mM FeSO4. Po wysuszeniu analizowano caBkowit zawarto[ |elaza. Stwierdzono, |e zdolno[ do akumulacji |elaza przez kieBkujc soj zale|y od roku zbioru, odmiany i jest skorelowana z zawarto[ci biaBka ekstrahowalnego. Maksymalna ilo[ |ela- za zwizana byBa przez kieBkujce nasiona soi odmiany Augusta, zebrane w roku z najwikszymi opadami w lipcu i sierpniu. Wyniki wskazuj, |e do przygotowywania preparatu kieBków sojowych wzbogacanych w |elazo metod biofortyfikacji korzystne jest wykorzystywanie nasion soi odmiany Augusta zbieranych z obszarów, w których w lipcu i sierpniu nie wystpiBy okresy suszy. SBowa kluczowe  key words: soja  soybean, |elazo  iron, warunki pogodowe  weather conditions WSTP SkieBkowane nasiona soi stanowi zródBo wielu prozdrowotnych skBadników |ywieniowych. Ilo[ i jako[ tych skBadników mo|na modyfikowa poprzez zmian warunków kieBkowania, takich jak ekspozycja na [wiatBo, skBad po|ywki, temperatura i czas kieBkowania [Shah i in. 2011, ZieliDski i in. 2007]. Wzrost ro[lin na podBo|ach zawierajcych podwy|szone st|enie |elaza jest znan metod ich biofortyfikacji w ten cenny z |ywieniowego punktu widzenia jon metalu. W prezentowa- nych do[wiadczeniach w tym celu wykorzystano nasiona sojowe, poniewa| stwierdzono inten- sywne wizanie |elaza przez kieBkujc soj z roztworów zawierajcych jony Fe2+ [ZieliDska- Dawidziak i in. 2009]. Zdolno[ ro[lin strczkowych do silnej akumulacji |elaza z roztworów wynika z ich dobrej tolerancji na st|enie metali w podBo|u wzrostowym i jest konsekwencj syntezy odpowiednich biaBek budujcych system odporno[ciowy ro[liny. Podczas wzrostu w takich warunkach na komórki ro[linne dziaBa niekorzystny czynnik abiotyczny. DziaBanie czynników abiotycznych, takich jak deficyt wody, stres osmotyczny, niekorzystna temperatura, stosowanie niektórych herbicydów, deficyt soli mineralnych czy wspomnianego nadmiaru jonów metali wywoBuje odpowiedz tkanek nazywan stresem oksyda- * Badania sfinansowano z projektu POIG 01.01.02-00-061/09 184 M. ZieliDska-Dawidziak i in. cyjnym [Kacperska i in. 2002]. Wzrost ro[lin w warunkach stresu oksydacyjnego wywoBanego jonami |elaza, zwizany jest z uruchamianiem mechanizmów, które pozwalaj na neutralizo- wanie ich negatywnego, toksycznego oddziaBywania na struktury komórkowe [Wozny i Goz- dzicka-Józefiak 2010]. Wyró|nia si trzy podstawowe mechanizmy samoobrony ro[lin przed toksycznym dziaBaniem metali: unikanie (np. wydzielanie [luzów, ligandów do ryzosfery, unie- ruchamianie w obrbie [ciany komórkowej), kompleksowanie (przez fityniany, kwasy organicz- ne, niektóre aminokwasy i ich pochodne) i ostatecznie unieszkodliwianie przez wbudowanie w struktur peptydów i biaBek (fitochelatyny i ferrytyna) [Hossain i in. 2012, ZieliDska-Dawi- dziak i Twardowski 2008]. W ramach obrony przed toksycznym dziaBaniem |elaza na ro[liny strczkowe zaobserwo- wano wyjtkowo intensywn biosyntez biaBka wi|cego |elazo, tj. ferrytyny [Smól 2001, ZieliDska-Dawidziak i in. 2009]. Ferrytyna odpowiada w ro[linach za gospodarowanie |elazem  peBni funkcj zarówno akceptora, jak i donora tego pierwiastka. W komórkach wystpuje równie| w formie syntezowanej w odpowiedzi na stres abiotyczny i biotyczny, nazywanej te| form detoksyfikujc. Reguluje w komórkach st|enie metali przej[ciowych [Rama Kumar i Prasad. 1999], Bagodzi skutki ataku patogenów [Mata i in. 2001] i powstawania reaktywnych form tlenu [Deak i in. 1999], peBnic jednocze[nie rol czynnika chronicego genom [Surgu- ladze i in. 2005]. Obecnie fitoferrytyna uwa|ana jest za jedn z najbardziej obiecujcych form suplementacji diety czBowieka w |elazo [Theil i in. 2012]. Kompleksowe dziaBanie systemu odporno[ciowego kieBkujcych nasion zwizane jest wa- runkami, jakie panowaBy w okresie wzrostu ro[liny. Szczególnie opady i temperatura w okresie zawizywania i nalewania nasion wpBywaj na ich skBad. Stres wywoBany przez niekorzystne warunki pogodowe mo|e zakBóca syntez biaBek, które odpowiadaj za odporno[ nasion na dziaBanie czynników stresowych podczas ich kieBkowania i dalszego wzrostu ro[liny, osBabiajc ich naturaln zdolno[ do ochrony przed niekorzystnymi czynnikami. Nasiona soi w zale|no[ci od odmiany i warunków uprawy mog zawiera 35 47% biaBka. Nasilone opady w okresie wypeBniania nasion przy niedostatecznym zaopatrzeniu ro[lin w azot mog zmniejszy zawarto[ biaBka nawet do 26,5 34,7% [Vollmann i in. 2000]. Istotnym jest przy tym fakt, |e przebieg warunków pogodowych mo|e mie wpByw nie tylko na zawarto[ biaBka ale i na jego skBad. Proteomiczna analiza wykonana przez Ren i in. [2008] potwierdziBa, |e wysokie temperatury zmieniaj równie| profil ekspresji biaBek. Celem prezentowanych badaD byBo sprawdzenie, czy zró|nicowane warunki pogodowe panu- jce w trzech kolejnych latach (2009 2011) w okresie wegetacji soi wpBynBy na zawarto[ biaBek w zawizywanych nasionach i w konsekwencji na zdolno[ do wizania |elaza przez kieBkujce nasiona soi, które wykorzystane maj by jako materiaB do suplementacji |ywno[ci w |elazo. MATERIAA I METODY W ramach prezentowanego eksperymentu porównywano dwie odmiany soi, które rosBy na polu Katedry Genetyki i Hodowli Ro[lin w Rolniczym Gospodarstwie Do[wiadczalnym (RGD) DBoD nale|cym do Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Siew soi przeprowadzono w latach 2009 2011 odpowiednio 24, 26 i 25 kwietnia, na glebie pBowej, III i IV klasy bonita- cyjnej. Norma wysiewu przy rozstawie 12,5 cm wynosiBa dla odmiany Nawiko 120 kg"ha-1 a dla odmiany Augusta 150 kg"ha-1. Po siewie zastosowano oprysk mieszank herbicydów: Sencor 0,5 kg"ha-1 oraz Afalon 1,0 l"ha-1. Zastosowano nawo|enie: 60 kg"ha-1 N w dawce dzielonej 30 kg przedsiewnie i 30 kg przed kwitnieniem, 80 kg"ha-1 P oraz 120 kg"ha-1 K. Zbiory nastpowaBy w peBnej dojrzaBo[ci ro[lin 2 wrze[nia w roku 2009 i 2010 a 9 wrze[nia w 2011 r. WpByw roku nasion soi (Glycine max L. Merrill) na akumulacj |elaza z roztworów FeSO4 185 Odmian Nawiko (1991) wyhodowano w Katedrze Genetyki i Hodowli Ro[lin Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu poprzez skrzy|owanie fotoneutralnej szwedzkiej odmiany  FISKE- BY V z lini z kolekcji amerykaDskiej  PI 180 502 . Nawiko charakteryzuje si maB mas tysica nasion (134 g) oraz potencjaBem plonowania [rednio 20 30 dt"ha-1. Przecitne zawarto[ci biaBka oraz tBuszczu surowego w nasionach soi tej odmiany wynosz odpowiednio okoBo 35 i 20%. Odmian Augusta (2002) otrzymano po skrzy|owaniu midzygatunkowym pomidzy lini  104 (Glycine max) i  lini 11 (Glycine soja) w Katedrze Genetyki i Hodowli Ro[lin Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Augusta posiada maB mas tysica nasion [rednio 125 g, a w latach 2006 2009 w do[wiadczeniach COBORU odmiana ta plonowaBa od 22,7 do 29,5 dt"ha-1. Zrednia zawarto[ biaBka w nasionach Augusty to okoBo 36%, a tBuszczu 19%. KieBkowanie nasion prowadzono w 20 i 25 mM roztworach siarczanu |elaza (II) w komorach klimatycznych Adaptis (Conviron) przez 7 dni w warunkach zaprezentowanych w tab. 1. Jak Tabela 1. Warunki hodowli podczas kieBkowania nasion soi (  -  brak o[wietlania,  +  o[wietlanie 300 luxów) Table 1. The culture conditions during germination of soybean seeds (ýÿ-ýÿ no illuminated, ýÿýÿýÿ  illumi- The culture conditions during germination of soybean seeds (ýÿ-ýÿ no illuminated, ýÿýÿýÿ  illumi- nated 300 lux) DzieD hodowli Godziny Temperatura Wilgotno[ O[wietlenie Culture day Hours Temperature Humidity Illumination 00.00-06.00 22oC - 1-6 06.00-23.00 24oC 90% - 23.00-24.00 23oC + 00.00-06.00 21oC - 7 06.00-23.00 23oC 90% + 23.00-24.00 22oC - ustalono wcze[niej, takie st|enia |elaza w po|ywce pozwalaj na maksymaln jego kumulacj przez kieBkujce nasiona przy wydajnym odzysku biomasy [ZieliDska-Dawidziak i in. 2009]. W pierwszym dniu nasiona odka|ano przez zalanie 70-procentowym etanolem. Po odka|eniu nasiona zalewano odpowiednimi roztworami Fe2+ i pozostawiano do spcznienia na kilka godzin. Po przeniesieniu badanego materiaBu do kieBkownic, w kolejnych dniach podlewano próby od- powiednimi roztworami. Po siedmiu dniach skieBkowane nasiona suszono owiewowo, w temp. 35 45oC do uzyskania wilgotno[ci ok. 8 9%, mielono i przechowywano w szczelnie zamkni- tych pojemnikach, w temperaturze  18oC do czasu wykonywania odpowiednich analiz. KieBkowanie przeprowadzono w 9 12 niezale|nych powtórzeniach. MateriaB przed wykona- niem analiz Bczono, a analizy skBadu chemicznego wykonywano w 4 powtórzeniach. Oznaczenie procentowej zawarto[ci biaBka ogólnego w suchej masie ziarna wykonano me- tod Kjeldahla (PN-EN ISO 5983-1, 2006), wykorzystujc aparat KjelFlex K-360. Rezultaty przedstawiano jako zawarto[ procentow w badanym materiale, po wykorzystaniu przeliczni- ka azotu ogólnego na biaBko sojowe N=5,71 [Kunachowicz i in. 2005]. Ekstrakty z otrzymanych nasion wykonano metod jednostopniow, w proporcji 1:10 w/v, za pomoc buforu 50 mM Tris-HCl (pH 8,0) zawierajcego 20 mM NaCl. Ekstrakcj wyko- nywano przez 1h w 3 powtórzeniach. St|enia biaBka w otrzymanych ekstraktach wyznaczano 186 M. ZieliDska-Dawidziak i in. metod Bradforda [1976], a nastpnie przeliczano na procentow zawarto[ biaBka ekstrahowal- nego w suchej masie nasion. Analiz caBkowitej zawarto[ci |elaza w materiale wykonywano po zmineralizowaniu prób- ki w spektralnie czystym, st|onym kwasie azotowym, w systemie mikrofalowym MARS-5 (Milistone, USA). Zawarto[ |elaza w uzyskanym mineralizacie oznaczano metod pBomienio- wej absorpcyjnej spektrometrii atomowej, przy dBugo[ci fali 248,3 nm i szeroko[ci szczeliny 0,15 nm, przy u|yciu spektrometru AAS-3 (Zeiss). Analiz statystyczn wykonano wykorzystujc program Statistica 10 (StatSoft). Inc., Tulsa, OK., USA). Wyniki poszczególnych oznaczeD u[redniano i obliczano odchylenia standardo- we. W analizie wykorzystano analiz regresji oraz jednoczynnikow analiz wariancji (ANO- VA). W przypadku wykazania istotnych ró|nic wykonano analiz post-hoc przy pomocy testu Tukey a w celu wyznaczenia grup jednorodnych. WYNIKI I DYSKUSJA Soja w RGD DBoD byBa uprawiana na tym samym polu z zastosowaniem co roku tego sa- mego nawo|enia. Dlatego te| zawarto[ci i wBa[ciwo[ci biaBek w nasionach mogBy by przede wszystkim modyfikowane przez warunki pogodowe: temperatur i opady. Temperatura w okresie wegetacji w latach 2009 2011 byBa korzystna dla wzrostu i rozwoju soi, wy|sza od [redniej temperatury z wielolecia 1956 2009 (rys. 1). Szczególnie wysokie tem- 28 2009 2010 2011 1956-2009 24 20 16 12 8 4 0 IV V VI VII VIII IX miesic - month Rys. 1. Zrednie temperatury w miesicach kwiecieD wrzesieD z lat 2009 2011 oraz 1956 2009 na terenie RGD DBoD Fig. 1. Average temperatures in the months of April September from the years 2009 2011 and 1956 2009 in the area of RGD DBoD o temperatura - temperature [ C] WpByw roku nasion soi (Glycine max L. Merrill) na akumulacj |elaza z roztworów FeSO4 187 peratury panowaBy w okresie zawizywania nasion w lipcu 2009 i 2010 roku. We wszystkich trzech latach do[wiadczenia, podczas nalewania nasion w sierpniu, czyli w okresie akumulacji biaBek, [rednie temperatury miesiczne byBy wysokie  okoBo 20oC. Ju| wcze[niej obserwo- wano, |e wysokie temperatury wpBywaj na zwikszenie zawarto[ci biaBka w nasionach soi [Bennett i Krishnan 2005]. Warunki pogodowe w RGD DBoD w latach 2009 2011 byBy zró|nicowane gBównie pod wzgldem opadów (rys. 2). WpByw ilo[ci opadów na zawarto[ biaBka w nasionach jest równie| potwierdzony literaturowo. W warunkach SBowacji odmiana Quito w mokrym roku zawieraBa 29,6% biaBka podczas gdy w roku z niedoborem opadów 38,4% [Fecak i in. 2010]. 200 2009 2010 2011 1956-2009 160 120 80 40 0 IV V VI VII VIII IX miesic - month Rys. 2. Ilo[ opadów w miesicach kwiecieD wrzesieD z lat 2009 2011 oraz [rednia z lat 1956 2009 na terenie RGD DBoD Fig. 2. Amount of rainfall in the months of April-September from the years 2009 2011 and their average from 1956 2009 in the area of RGD DBoD Okres nalewania nasion jest najbardziej wra|liwy na stres niedoboru wody [Brevadan i Egli 2003]. Niewystarczajca ilo[ wody w tym okresie skutkuje mniejszym plonem nasion ale zwiksza w nich zawarto[ biaBka [Popovic i in. 2012]. Zwikszona zawarto[ biaBka w na- sionach jest wynikiem zmniejszenia wielko[ci nasion (MTN) [Rotundo i Westgate 2009]. Wyznaczon w ramach prezentowanych do[wiadczeD zawarto[ biaBka ogólnego i ekstraho- walnego w badanych nasionach soi (odmian Nawiko i Augusta) pochodzcych z trzech kolej- nych lat zbioru zaprezentowano na rysunkach 3 i 4. Obserwowany jest istotny wpByw odmiany jak i ocenianych czynników pogodowych, a wic roku zbioru, na zawarto[ biaBka ogólnego i ekstrahowalnego (tab. 2) w nasionach uprawianych na tym samym obszarze. W przypadku opady - rainfall [mm] 188 M. ZieliDska-Dawidziak i in. 39 e Nawiko Augusta d 38 c c b 37 a 36 35 34 2009 2010 2011 rok zbioru - year of harvest Warto[ci oznaczone ró|nymi literami ró|ni si statystycznie istotnie na poziomie ±=0,05 The values designed with various letters differ statistical significantly at the level of ±=0.05 Rys. 3. Zawarto[ biaBka ogólnego wyznaczona w nasionach z lat zbioru 2009 2011 Fig. 3. The total protein content in seeds harvested in 2009 2011 Tabela 2. Jednowymiarowe testy istotno[ci dla zawarto[ci biaBka ekstrahowanego i biaBka ogólnego Table 2. Univariate tests of significance for extractable protein content and total protein content Dla zawarto[ci biaBka Dla zawarto[ci Stopnie ekstrahowalnego biaBka ogólnego Efekt swobody For extractable protein For total Effect Degrees of content protein content freedom F P F P Rok zbioru 2 41,69 0,000004 13,21 0,000928 Year of harvest Odmiana 1 73,27 0,000002 21,57 0,000566 Variety Rok zbioru i odmiana 2 9,79 0,003014 29,74 0,000022 Year of harvest and variety BBd 12 Error biaBko ogólne - total protein [%] WpByw roku nasion soi (Glycine max L. Merrill) na akumulacj |elaza z roztworów FeSO4 189 12 Nawiko Augusta c 10 b b b b 8 a 6 4 2 0 2009 2010 2011 rok zbioru - year of harvest Warto[ci oznaczone ró|nymi literami ró|ni si statystycznie istotnie na poziomie ±=0,05 The values designed with various letters differ statistical significantly at the level of ±=0.05 Rys. 4. Zawarto[ biaBka ekstrahowanego w pH 8,0 wyznaczona w nasionach z lat zbioru 2009 2011 Fig. 4. The content of proteins extractable in pH 8.0 in seeds harvested in 2009 2011 biaBka ogólnego potwierdzone zostaBy obserwacje Fecaka i in. [2010], gdy| najwiksz jego zawarto[ci cechowaBy si nasiona odmiany Augusta zebrane w roku o najni|szej odnotowanej ilo[ci opadów, tj. w roku 2009, a zawarto[ biaBka w nasionach Nawiko byBa porównywalna w latach 2009 i 2010, które byBy zdecydowanie bardziej suche w lipcu i sierpniu ni| rok 2011. BiaBka wyekstrahowane w prezentowanym do[wiadczeniu nale| przede wszystkim do grupy globulin o punkcie izoelektrycznym odlegBym od pH 8,0. Warunki ekstrakcji dobrano w ten sposób, aby wyizolowa z badanego materiaBu grup biaBek o wBa[ciwo[ciach podobnych do ferrytyny. W przypadku analizy wpBywu roku zbioru i odmiany na zawarto[ tych biaBek w nasionach mo|na stwierdzi, |e istotnie wiksz ich zawarto[ obserwowano w nasionach odmiany Augusta ni| Nawiko (w latach 2009 i 2011) (wyekstrahowano odpowiednio o 1,25 i 1,68% s.m. wicej biaBka), a jednocze[nie najwicej tych biaBek wyekstrahowano w roku 2011 z nasion odmiany Augusta, a najmniej z nasion odmiany Nawiko w roku 2009 (rys. 4). Zesta- wiajc otrzymane dane z warunkami pogodowymi stwierdzono, |e zwikszona kumulacja tej grupy biaBek jest dodatnio skorelowana z sum opadów w okresie zawizywania i nalewania nasion (lipcu i sierpniu), która wynosiBa odpowiednio 141,5 mm w roku 2009, 179 mm w roku 2010 i 225,3 mm w roku 2011. Niedobór bdz nadmiar pierwiastków, w tym st|enie jonów Fe2+, w glebie lub po|ywce wzrostowej przyczynia si wyraznie do zmiany skBadu biaBkowego wzrastajcych ro[lin i na- sion, zwikszajc ekspresj biaBek stresowych [Gayler i Sykes 1985, Smól i Twardowski 1999]. biaBko ekstrahowalne - extractable protein content [%] 190 M. ZieliDska-Dawidziak i in. Dlatego wa|ne jest stwierdzenie, czy na zdolno[ do ekspresji ferrytyny podczas kieBkowa- nia wpBywa zawarto[ biaBka w nasionach. Ekspresj ferrytyny oceniano poprzez zdolno[ do wizania jonów |elaza z roztworów FeSO4. Po wykonaniu analizy zawarto[ci |elaza w otrzy- manym preparacie zauwa|ono istotnie wiksz zdolno[ do wizania |elaza przez kieBkujce nasiona odmiany Augusta (rys. 5). 800 FeSO4 FeSO4 20 mM FeSO4 Nawiko 20 mM FeSO4 Augusta 25 mM FeSO4 Nawiko 25 mM FeSO4 Augusta FeSO4 FeSO4 700 d d c, d c c 600 b, c b, c b c 500 b a 400 a 300 200 100 0 20 mM 25mM 20 mM 25mM 20 mM 25mM 2009 2010 2011 rok zbioru - year of harvest Warto[ci oznaczone ró|nymi literami ró|ni si statystycznie istotnie na poziomie ±=0,05 The values designed with various letters differ statistical significantly at the level of ±=0.05 Rys. 5. Zawarto[ caBkowitego |elaza w soi po 7 dniach kieBkowania w roztworach 20 i 25 mM FeSO4 Fig. 5. The total iron content in soybean after 7 days of germination in 20 and 25 mM solutions of FeSO4 Potwierdzono równie| istotny wpByw panujcych warunków pogodowych w badanych la- tach zbioru na zawarto[ |elaza w badanym materiale. Ograniczenie opadów w miesicach za- wizywania i nalewania strków, odnotowane w roku 2009, widocznie wpBywaBo na obni|enie zdolno[ci do kumulacji |elaza podczas prowadzonego po zbiorze kieBkowania (rys. 5). Jedno- cze[nie najwiksze ilo[ci |elaza kumulowaBy nasiona obu odmian zebrane w 2011 r., w którym odnotowano najwiksze opady w miesicach lipcu i sierpniu. Zaobserwowano ró|n wra|li- wo[ odmianow w aspekcie wizania |elaza na ograniczenie opadów. W roku 2009 kieBkujca Augusta wizaBa o 62,5% |elaza wicej z roztworów 20 mM i o 69,6% z roztworów 25 mM. Ró|nice te byBy natomiast znacznie mniejsze w roku 2011  Augusta wizaBa odpowiednio tylko o 5,3 i o 2,6% |elaza wicej. Mo|e to sugerowa, |e ograniczenie opadów w sierpniu 2009 r., silniej wpBynBo na odporno[ nasion Nawiko na stres zwizany z obecno[ci jonów Fe2+. Nato- zawarto[ |elaza - iron content [mg/g s.s.] WpByw roku nasion soi (Glycine max L. Merrill) na akumulacj |elaza z roztworów FeSO4 191 miast zdecydowanie mniejsze ró|nice odmianowe w roku 2011 mog wynika z faktu, |e suma opadów w omawianych miesicach znacznie przewy|szaBa sum w wieloleciu 1956 2009. W badanych latach nie stwierdzono wpBywu temperatury na zdolno[ wizania |elaza przez kieBkujce nasiona, co prawdopodobnie jest konsekwencj tego, |e temperatura w badanych latach w okresie wegetacji soi przekraczaBa [redni temperatur obserwowan w wieloleciu 1956 2009. Podwy|szona temperatura z caB pewno[ci wpBywa pozytywnie na ogólny stan uprawianej soi, w tym równie| na odporno[ kieBkujcych nasion na stres abiotyczny. Na zdolno[ wizania |elaza przez kieBkujce nasiona soi nie wpBywa zawarto[ biaBka ogólnego w wyj[ciowym materiale. Natomiast stwierdzono istotny wpByw zawarto[ci biaBka ektrahowalnego w nasionach na t zdolno[. Wyznaczony wspóBczynnik korelacji potwierdza, |e nie jest to jedyny czynnik determinujcy wizanie |elaza (r2=0,46 i p=0,002 dla kieBkowania w roztworach 20 mM oraz r2=0,49 i p=0,001 dla 25 mM). WNIOSKI 1. Na zdolno[ kumulowania |elaza przez kieBkujce nasiona soi istotnie wpBywa zarówno rok zbioru jak i odmiana nasion. Kumulacja ta zale|y równie| od zawarto[ci biaBka ekstrahowa- nego w nasionach, a nie zale|y od zawarto[ci biaBka ogólnego. 2. Zdolno[ do wizania |elaza z po|ywek istotnie i dodatnio skorelowana jest z ilo[ci opa- dów w miesicach zawizywania i nalewania nasion, czego nie zaobserwowano w przypad- ku temperatury. 3. Na cele przygotowania ro[lin biofortyfikowanych w |elazo korzystne jest wykorzystanie na- sion soi odmiany Augusta pozyskiwanych z obszarów, na których w okresie zawizywania i nalewania nasion panowaBy optymalne dla ich rozwoju warunki. PIZMIENNICTWO Bennett J.O., Krishnan H.B. 2005. Long-term study of weather on soybean seed composition. Korean J. Crop Sci. 50: 32 38. Bradford M.M.1976. Rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72: 248 254. Brevadan R.E., Egli D.B. 2003. Short period of water stress during seed filling, leaf senescence, and yield of soybean. Crop Sci. 43: 2083 2088. Deak M., Horvarth G.V., Davletova S., Török K., Vass I., Barna B., Kiraly, Dudits D. 1999. Plants ecto- pically expressing the iron-binding protein, ferritin, are tolerant to oxidative damage and pathogens. Nat. Biotechnol. 17: 192 196. Fecak P., Sarikova D., Cerny I. 2010. Influence of tillage system and starting fertilization on seed yield and quality of soybean Glycine max (L.) Merrill. Plant Soil Environ. 56: 105 110. Hossain M.A., Piyatida P., Teixeira da Silva J.A., Fujita M. 2012. Molecular mechanism of heavy metal toxicity and tolerance in plants: central role of glutathione in detoxification of reactive oxygen species and methylglyoxal and in heavy metal chelation. J. Botany 2012: 1 37. Kacperska A., Kopcewicz, J., Lewak S., Gabry[ H. 2002. Reakcje ro[lin na abiotyczne czynniki stresowe. W: Fizjologia ro[lin. J. Kopcewicz, S. Lewak (red.). Wyd. Nauk. PWN Warszawa: 612 678. Kunachowicz H., Nadolna I., Przygoda B., Iwanow K. 2005. Bazy danych. Tabele warto[ci od|ywczej produktów spo|ywczych i potraw. Wyd. 3, Instytut {ywno[ci i {ywienia, Warszawa. Mata C.G., Lamattina L., Cassia R.O. 2001. Involvement of iron and ferritin in the potato-Phytophthora infestans interaction. Europ. J. Plant Pathol. 107: 557 562. 192 M. ZieliDska-Dawidziak i in. PN-EN ISO 5983-1 2006. Pasze  Oznaczanie zawarto[ci azotu i obliczanie zawarto[ci biaBka ogólnego  Cz. 1: Metoda Kjeldahla. Popovic V., Jaksic S., Glamoclija D., Grahovac N., Djekic V., Mickovski Stefanovic V. 2012. Variability and correlation between soybean yield and quality components. Rom. Agr. Res. 29: 131 137. Rama Kumar T., Prasad M.N.V. 1999. Metal binding properties of ferritin in vitro in Vigna mungo (L). Hepper (Black gram): Possible role in heavy metal detoxification. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 62: 502 507. Rotundo J.L., Westgate M.E. 2009. Rate and duration of seed component accumulation in water-stressed soybean. Crop Sci. 50: 676 684. Shah S.A., Zeb A., Masood T., Noreen N., Abbas S.J., Samiullah M., Alim M.A., Muhamma A. 2011. Effects of sprouting time on biochemical and nutritional qualities of Mungbean varietes. Afr. J. Agric. Res. 6: 5091 5098. Smól J. 2001. WBa[ciwo[ci molekularne ferrytyny ro[linnej warunkujce jej biologiczne funkcje i prak- tyczne zastosowanie. Praca doktorska. IChB PAN PoznaD. Smól J., Twardowski T. 1999. Properties of lupin ferritin and the regulatory mechanism of its biosynthesis. Biologia 54: 309 313. Surguladze N., Patton S., Cozzi A., Fried M.G., Connor J.R. 2005. Characterization of nuclear ferritin and mechanism of translocation. Biochem. J. 388: 731 740. Theil E.C., Chen H., Miranda C., Janser H., Elsenhans B., NúDez M.T., Pizarro F., Schümann K. 2012. Ab- sorption of iron from ferritin is independent of heme iron and ferrous salts in women and rat intestinal segments. J. Nutr. 142: 478 483. Vollmann J., Fritz C. N., Wagentristl H., Ruckenbauer P. 2000. Environmental and genetic variation of soybean seed protein content under Central European growing conditions. J. Sci. Food Agric. 870: 1300 1306. Wozny A., Gozdzicka-Józefiak A. (red.) 2010. Reakcje komórek ro[lin na czynniki stresowe. Wyd. Nauk. UAM PoznaD, 2: ss. 334. ZieliDska-Dawidziak M., Staniek H., Twardowski T. 2009. Zmiany w zawarto[ci |elaza w ro[linach kieB- kujcych w hodowlach hydroponicznych z FeSO4. {ywienie czBowieka i metabolizm 2: 499 505. ZieliDska-Dawidziak M., Twardowski T. 2008. Zmiany w zawarto[ci wybranych frakcji biaBka pod wpBy- wem dziaBania jonów |elaza na kieBkujce nasiona soi, lucerny oraz ziarniaki pszenicy. W: Metody fizyczne diagnostyki surowców ro[linnych i produktów spo|ywczych. Wyd. Komitet Agrofizyki PAN, FRNA: 107 117. ZieliDski H., PiskuBa M.K., Michalska A., KozBowska H. 2001. Antioxidant capacity and its components of cruciferous sprouts. Pol. J. Food Nutr. Sci. 57: 315 322. m. zieliDSka-daWidziak, J. naWracaBa, d. piaSecka-kWiatkoWSka, e. król, h. Staniek, z. kreJpcio EFFECT OF SOYBEAN SEEDS YEAR HARVEST (GLYCINE MAX L. MERRILL) ON IRON ACCUMULATION FROM FESO4 SOLUTIONS Summary Presented experiments were conducted on two Polish soybean seeds varieties  Nawiko and Augusta. Seeds were obtained from the three consecutive harvest years (2009 2011). The aim of the study was to analyze whether the weather conditions, i.e. temperature and rainfall in the year of harvest, influence on protein content in the seed, and by this fact, on the seeds immune system and their ability to accumulation of iron ions from the culture media. The seeds were grown in the same field, using the same fertiliza- tion. In the harvested seeds, the contents of total and extractable protein were determined. Following, the seeds were subjected to a germination process in solutions of 20 and 25 mM FeSO4. 7-day germinated seeds were powdered and then the total iron content was analyzed. It was observed, that ability to iron WpByw roku nasion soi (Glycine max L. Merrill) na akumulacj |elaza z roztworów FeSO4 193 accumulation in sprouted seeds is dependent on year of harvest, variety, and correlated with the content of the extractable protein. The maximum amount of iron bound Augusta seeds, collected in the year with the largest rainfall in July and August. The results suggest, that for the preparation of iron-enriched sprouts with the biofortification method, soybean seeds varieties Augusta should be used and collected from the areas where did not occur periods of drought in July and August.

Wyszukiwarka