Wpływ niklu na procesy związane ze stresem oksydacyjnym i metabolizmem azotu w siewkach ogórka

Abstract

Nikiel (Ni) jest zaklasyfikowany do mikroelementów i w niskich dawkach korzystnie wpływa na wzrost i rozwój roślin. Jednak w nadmiernych stężeniach pierwiastek ten wykazuje działanie fitotoksyczne. Działanie niklu jest wielokierunkowe, jednak uważa się że u podstaw toksyczności tego metalu dla roślin leży wywoływany przez niego stres oksydacyjny. Fitotoksyczność Ni dla roślin może być także związana z zakłócaniem przebiegu podstawowych przemian metabolicznych. Materiał badawczy stanowiły siewki ogórka (Cucumis sativus) odmiany Cezar uprawiane hydroponicznie na pożywce Hoaglanda, nie zawierającej Ni (kontrola) bądź z dodatkiem Ni o stężeniu 10 μM. Po 2 i 3 tygodniach do analiz pobierano I i II liść oraz korzeń roślin kontrolnych i traktowanych Ni. Głównym celem pracy było zbadanie wpływu Ni na parametry związane ze stresem oksydacyjnym oraz metabolizmem azotu. Wpływ Ni na procesy pro- i antyoksydacyjne badano oceniając zawartość anionorodnika ponadtlenkowego (O2∙-), nadtlenku wodoru (H2O2), poziom wczesnych i końcowych produktów peroksydacji lipidów jako markerów stresu oksydacyjnego, a także aktywność enzymów antyoksydacyjnych: dysmutazy ponadtlenkowej (SOD), katalazy (CAT), peroksydazy askorbinianowej (APX), peroksydazy glutationowej (GSH-Px) oraz peroksydaz klasy III oznaczanych wobec guajakolu (GPOX) i syringaldazyny (SPOX). Ponadto oznaczano aktywność S- transferazy glutationowej (GST), przepuszczalność błon, profil fosfolipidów i stopień ich nienasycenia. Przeprowadzono również analizę profilu związków fenolowych i aktywności amoniakoliazy L-fenyloalaniny (PAL). Wpływ Ni na metabolizm azotu monitorowano poprzez analizę aktywności uczestniczących w nim enzymów: reduktazy azotanowej (NR), reduktazy azotynowej (NiR), syntetazy glutaminowej (GS), syntazy glutaminianowej (GOGAT) i dehydrogenazy glutaminianowej (GDH) oraz analizę zawartości jonów azotanowych (NO3-), amonowych (NH4+) oraz kwasu glutaminowego. Wykonano także analizę profilu ekspresji genów dla białek związanych z metabolizmem azotu.