Effect of cadmium and salicylic acid on metabolic activity in Lepidium sativum L.

Kadm (Cd) jest metalem ciężkim, który w wyniku działań człowieka stał się głównym zanieczyszczeniem środowiska. Charakteryzuje się wysoką toksycznością dla wszystkich organizmów żywych. Symptomem toksyczności kadmu dla roślin są przede wszystkim zmiany morfologiczne, ograniczenie procesów fotosyntezy oraz stres oksydacyjny. Efekt zwiększenia odporności na stres można uzyskać, stosując różne związki egzogenne. Do takich związków należy między innymi kwas salicylowy (SA). Celem niniejszej pracy jest ocena wpływu kwasu salicylowego na stres metaboliczny u pieprzycy siewnej Lepidium sativum wywołany wzrastającymi stężeniami kadmu. W liściach pieprzycy siewnej oznaczano ilości białka, chlorofilu i produktów peroksydacji lipidów (TBARS) oraz aktywność peroksydazy, jednego z enzymów charakterystycznych dla stresu oksydacyjnego. Wyniki badań ujawniły, że kadm w stężeniu 200 mg/dm3, zgodnie z oczekiwaniami, negatywnie oddziaływał na wzrost i rozwój pieprzycy siewnej. Jednocześnie badania potwierdziły wpływ kwasu salicylowego na zwiększenie odporności na stres oksydacyjny u pieprzycy siewnej wywołany kadmem. Zastosowanie SA przed moczeniem nasion w roztworze kadmu zwiększyło stężenie białka w liściach w porównaniu do prób traktowanych wyłącznie kadmem, choć nie osiągało stężenia jak w próbie kontrolnej. SA natomiast skutecznie znosił ujemny wpływ kadmu na zawartość chlorofilu a i b. Ponadto zwiększał aktywność peroksydazy, choć zastosowana dawka (1 g/dm3) nie była w stanie całkowicie zahamować procesu peroksydacji lipidów.Cadmium (Cd) is a heavy metal, which due to human activities has become a major environmental pollution. It has high toxicity for all living organisms. The symptoms of toxicity of cadmium in plants are primarily morphological changes, reduction of photosynthesis and oxidative stress. The effect of increasing the stress resistance can be obtained using a variety of exogenous compounds. Such compounds include salicylic acid (SA). The aim of this study is to evaluate the effect of salicylic acid on metabolic stress with garden cress Lepidium sativum caused by increasing concentrations of cadmium. In the leaves of garden cress were determined the protein and the chlorophyll concentration, the amount of lipid peroxidation products (TBARS) and peroxidase activity, one of the enzymes characteristic for oxidative stress. The results revealed that the cadmium concentration of 200 mg/dm3, as expected, adversely affected the growth and development of garden cress. At the same time our studies confirmed the effect of salicylic acid to increase the resistance to oxidative stress in garden cress caused by cadmium. The use of SA before soaking the seeds in a solution of cadmium increased concentration of the protein in the leaves as compared to samples treated only cadmium but could not be achieved as the concentrations in the control. On the other hand SA effective endured negative effect of cadmium on the content of chlorophyll a and b. In addition, SA increased peroxidase activity, although the dose (1 g/dm3) was not able to completely stop the process of lipid peroxidation

Optimization of immobilization of Saccharomyces cerevisiae cell in the alginate gel

Celem prezentowanych badań była ocena wpływu dwuwartościowych kationów wapnia, magnezu i baru, na zdolność sieciowania żelu alginianowego, stosowanego do unieruchamiania komórek Saccharomyces cerevisiae, oraz oznaczenie aktywności enzymatycznej dehydrogenazy bursztynianowej w immobilizowanych komórkach. Do immobilizacji komórek Saccharomyces cerevisiae wykorzystywano zawiesinę komórek drożdży w alginianie sodu, który następnie żelowano roztworami chlorku wapnia (2, 5, 10 i 30%), chlorku baru (1, 2, 3, 4 i 5%) oraz chlorku magnezu (5%). Aktywność dehydrogenazy bursztynianowej badano spektrofotometrycznie i mierzono za pomocą ilości zredukowanego błękitu metylenowego (sztuczny akceptor elektronów). Uzyskane wyniki ujawniły, że zarówno stężenie, jak i rodzaj stosowanych jonów mają istotny wpływ na stopień usieciowania żelu alginianowego i w konsekwencji na aktywność enzymatyczną SDH w unieruchomionych komórkach. Spośród zastosowanych kationów metali zdolne do sieciowania alginianu były jony wapnia i baru. Ponadto okazało się, że kationy baru charakteryzują się silniejszym powinowactwem do alginianu, dając silniej usieciowany żel alginianowy. Wykazano, że zbyt silne usieciowane alginianu może ograniczać wymianę substancji między żelem alginianowym a roztworem mieszaniny reakcyjnej i, w konsekwencji, zaburzać przebieg reakcji enzymatycznej.The aim of this study was to evaluate the effect of divalent cations, calcium, magnesium and barium, for the ability to crosslink the alginate gel. The alginate gel was used to immobilize cells of Saccharomyces cerevisiae. The enzymatic activity of succinate dehydrogenase in the immobilized cells was determined. A suspension of yeast cells in sodium alginate, was gelation by solutions of calcium chloride (2, 5, 10 and 30%), barium chloride (1, 2, 3, 4, and 5%) and magnesium chloride (5%). Succinate dehydrogenase activity was tested spectrophotometrically and measured using a reduced amount of methylene blue (an artificial electron acceptor). The results revealed that both the concentration and type of ions employed are important to the degree of cross-linking of the alginate gel and consequently on the enzymatic activity of the SDH immobilized cells. Among the used metal cations capable of crosslinking the alginate are calcium and barium. It was also shown that the barium cations have a stronger affinity for the alginate, to give highly crosslinked alginate gel. It has been shown that too strong cross-linked alginate may limit the exchange of substances between the alginate gel and the solution of the reaction mixture, and consequently interfere with the course of the enzymatic reaction

The effect of humic acids on metabolic activity of sugar beet under drought conditions

Reaktywne formy tlenu (RFT) powstają w komórkach jako produkt uboczny wielu procesów metabolicznych, a ich wytwarzanie nasila się pod wpływem wielu czynników środowiskowych. W pewnych granicach stężeń obecność RFT jest niezbędna do zachowania prawidłowego funkcjonowania komórki, dlatego rośliny wykształciły liczne mechanizmy, których rola polega na utrzymaniu stałego stężenia RFT. Zachwianie równowagi pomiędzy powstawaniem RFT a działaniem ochronnym systemu antyoksydacyjnego prowadzi do stanu zwanego stresem oksydacyjnym. Susza jest głównym czynnikiem ograniczającym wzrost i rozwój roślin. Jednocześnie badania dowiodły, że kwasy huminowe stosowane dolistnie łagodziły negatywne skutki niedoboru wody dzięki specyficznemu aktywowaniu enzymatycznych systemów antyoksydacyjnych. Celem badań była ocena wpływu kwasów huminowych zastosowanych dolistnie na aktywność metaboliczną buraka cukrowego Beta vulgaris L. w warunkach suszy. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych. W materiale roślinnym, który stanowiły rośliny buraka cukrowego, oznaczano aktywność właściwą peroksydazy gwajakolowej (GPOX), stopień peroksydacji lipidów, zawartość chlorofilu a i b. Wyniki ujawniły, że dolistne zastosowanie kwasów huminowych u roślin wzrastających w warunkach suszy nie zwiększa aktywności właściwej GPOX w porównaniu do roślin regularnie podlewanych. Jednocześnie u tych roślin stwierdzono wzrost stopnia peroksydacji lipidów. W badaniach nie stwierdzono wpływu warunków uprawy na zawartość chlorofilu a i b w badanych roślinach.Reactive oxygen species (ROS) are the byproducts of many metabolic processes and their production is increased under of number of environmental factors. In certain concentration range, the presence of ROS is necessary to maintain proper cell function. Thus, cells have many mechanisms, which role is focused on maintaining a constant concentration of ROS. Imbalance between the formation and action of a protective antioxidant system leads to oxidative stress. Drought is a major limiting factor for plant growth and development. At the same time studies have shown that humic acids foliar application moderated the negative effects of water deficient through activation of the enzymatic antioxidant systems. The aim of the study was to evaluate the effect of humic acid foliar application on the metabolic activity of sugar beet Beta vulgaris L. under drought conditions. Studies were conducted under laboratory conditions. In the plants of sugar beet were determined the specific activity of guaiacol peroxidase (GPOX), lipid peroxidation and chlorophyll a and b content. The results revealed that the humic acid foliar application in plants growing under drought conditions does not increase the specific activity GPOX compared to plants watered regularly. At the same time, found an increase in the degree of lipid peroxidation in these plants. There was no impact of growing conditions on the content of chlorophyll a and b in the studied plants