Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 11.5.2005 Summary Using of plants in phytoremediation technologies Key words – phytoremediation, glutathione, phytochelatins, plants. A dangerous resulting from a presence of heavy metals in the environment leads to developing of technological procedures that could decontaminate the environment. Number of in situ and ex situ technologies, which are more or less high cost and can totally or partially decontaminate the environment, have been developing. The most of them negatively influence the decontaminated area. On the other hand technologies, which improve visual aspects of the areas, has been developing or testing. Phytoremediation is the most progressive developing technology of this "improving" type of biotechnologies decontaminated the environment. Phytoremediation processes use of green plants for removing and accumulating of pollutants from the environment. In addition the phytoremediation uses biological, chemical and physical processes that are connected with plant growth and development. Here, the mechanisms of uptake and detoxification of toxic heavy metals by plants and using of the results obtained during the study of the detoxification plants mechanisms in phytoremediation technologies have been reviewed and discussed. Poděkování Práce byla podporována granty: GA ČR č. 524/04/P132, IGA MZLU 250061/2005 a FRVŠ 2348/F4a. Literatura /1/ FAO: (2003). /2/ SINGH, K. P., MOHAN, D., SINHA, S., DALWANI, R.: Chemospehre, 55, 227-255 (2004). /3/ SHROTRIYA, N., JOSHI, J. K., MUKHIYA, Y. K., SINGH, V. P.: Int. J. Environ. Stud., 22, 245- 248 (1984). /4/ ENDO, T., HARAGUCHI, K., CIPRIANO, F., SIMMONDS, M. P., HOTTA, Y., SAKATA, M.: Chemospehre, 54, 1653-1662 (2004). /5/ BUSINELLI, M., GIGLIOTTI, G., GIUSQUIANI, P. L.: Agrochimica, 35, 13-25 (1991). /6/ BORDAJANDI, L. R., GOMEZ, G., ABAD, E., RIVERA, J., FERNANDEZ-BASTON, M. D., BLASCO, J., GONZALEZ, M. J.: J. Agr. Food. Chem., 52, 992-1001 (2004). /7/ MORRISON, G., FATOKI, O. S., LINDER, S., LUNDEHN, C.: Water Air Soil Poll, 152, 111- 127 (2004). /8/ VACEK, J., KIZEK, R., KLEJDUS, B., HAVEL, L.: Biol. Listy, 68, (2003). /9/ ZEHNALEK, J., ADAM, V., KIZEK, R.: Listy Cukrov, 120, 222-224 (2004). /10/ ZEHNALEK, J., VACEK, J., KIZEK, R.: Listy Cukrov, 120, 220-221 (2004). /11/ ZENK, M. H.: Gene, 179, 21-30. (1996). /12/ GRILL, E., WINNACKER, E.-L., ZENK, M. H.: Science, 320, 674–676 (1985). /13/ MAITANI, T., KUBOTA, H., SATO, K., YAMADA, T.: Plant Physiol., 110, 1145–1150 (1996). /14/ COBBETT, C. S.: Curr. Opin. Plant Biol., 3, 211–216 (2000). /15/ COBBETT, C. S.: Plant Physiol., 123, 825–832 (2000). /16/ CHANEY, R. L., MALIK, M., LI, Y. M., BROWN, S. L., BREWER, E. P., ANGLE, J. S., BAKER, A. J. M.: Curr. Opin. Biotech., 8, 279-284 (1997). /17/ LASAT, M. M.: J. Environ. Qual., 31, 109–120 (2002). /18/ RASKIN, I., SMITH, R. D., SALT, D. E.: Curr. Opin. Biotech., 8, 221-226 (1997). /19/ SALT, D. E., SMITH, R. D., RASKIN, I.: Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 49, 643– 668 (1998). /20/ CUNNINGHAM, S. D., ANDERSON, T. A., SCHWAB, A. P., HSU, F. C.: ADVANCES IN AGRONOMY, 56, 55-114 (1996). /21/ WATANABE, M. E.: ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY, 31, 182-186 (1997). /22/ VACEK, J., ADAM, V., POTĚšIL, D., KIZEK, R.: Ochrana Přírody, 60, 18-20 (2005). 341
Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 11.5.2005 Štruktúra koreňa rastlín rodu Thlaspi vo vzťahu k senzitivite a hyperakumulácii kadmia Ivan Zelko, Alexander Lux, Kristián Czibula Prírodovedecká fakulta Univerzity Komenského v Bratislave, katedra fyziológie rastlín, Mlynská dolina, B-2, 842 15, Bratislava, Slovenská republika, aassddff@post.sk Súhrn Thlaspi caerulescens a Thlaspi arvense sú blízko príbuzné druhy s odlišnými schopnosťami tolerancie a akumulácie kadmia. T. arvense je bežná burina citlivá na kadmium a T. caerulescens je známy, tolerantný druh, ktorý hyperakumuluje kadmium, zinok a nikel. Rastliny oboch porovnávaných druhov <strong>sa</strong> pestovali v hydropónii s ob<strong>sa</strong>hom 10 -4 M Ca(NO 3 ) 2 (-kontrola) a 10 -6 M Cd(NO 3 ) 2 .4 + 10 -4 M Ca(NO 3 ) 2 (-Cd variant). Po troch týždňoch kultivácie <strong>sa</strong> odobrali vzorky apikálnych segmentov koreňov. Štruktúra koreňa oboch druhov je veľmi podobná. Rozdiely <strong>sa</strong> pozorovali najmä vo vývine stenových modifikácii (lignifikovaných a suberinizovaných štruktúr) primárnej kôry. Kadmium spomalilo rast koreňov a vývin stenových modifikácii v primárnej kôre <strong>sa</strong> zrýchlil. Tieto štruktúry boli pri senzitívnom druhu T. arvense menej zreteľné ako u T. caerulescens. Ďalší rozdiel medzi Cd variantmi spočíval vo výraznej vakuolizácii buniek meristematickej zóny koreňa pri T. arvense. Spomínané medzidruhové rozdiely môžu priamo súvisieť s toleranciou a akumuláciou kadmia a iných ťažkých kovov. Úvod Druh peniažtek modrastý, Thlaspi caerulescens J. & C. Presl, je najznámejším hyperakumulátorom zinku, ale taktiež hyperakumuluje kadmium a nikel. Druh patrí do čeľade Brassicaceae, ktorá má medzi hyperakumulujúcimi rastlinami početné zastúpenie. Aj rod Thlaspi zahŕňa viacero hyperakumulátorov Zn a Ni (1). Pravdepodobne najlepšie preskúmaným druhom popri T. caerulescens je T. goesingense zo strednej Európy (2) a T. montanum z východu USA (3). Na územie Slovenska za<strong>sa</strong>hujú dva morfologicky odlišné poddruhy Thlaspi caerulescens: subsp. caerulescens zatiaľ potvrdený len z Malých Karpát a Javorníkov a subsp. tatrense (Zapał.) Dvořáková s centrom rozšírenia v pohoriach Západných Karpát. Väčšina slovenských populácii patrí k poddruhu tatrense. Geografickou hranicou medzi oboma poddruhmi je dolný a stredný tok rieky Váh. Subsp. tatrense má na rozdiel od subsp. caerulescens celkovo robustnejší vzhľad, dlhší strapec kvetov a plodov, väčší počet listov a šešuliek. Obidva poddruhy sú morfologicky dosť variabilné, na územiach, kde hraničia ich areály, <strong>sa</strong> môžu vyskytovať prechodné populácie (4). Tento druh <strong>sa</strong> vyznačuje vysokou mierou zjavne nekorelujúcej variability v úrovni a špecificite akumulácie, transportu a tolerancie kovov, ktorá je medzi jednotlivými populáciami T. caerulescens rozdielna (5, 6, 7, 8). Je známych veľa populácií Thlaspi caerulescens, ale iba niekoľko <strong>sa</strong> bežne používa na štúdium príjmu, transportu a tolerancie kovov. Populácie poddruhu tatrense, ktorý sme si použili ako materiál v tejto práci, je z hľadiska príjmu, transportu a tolerancie kovov prakticky nepreskúmaný. Cieľom tejto štúdie je opí<strong>sa</strong>ť stavbu koreňa T. caerulescens a porovnať ju so stavbou T. arvense – senzitívneho, neakumulujúceho, avšak príbuzného druhu. 342
- Page 4 and 5:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 6 and 7:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 8 and 9:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 10 and 11:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 12 and 13:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 14 and 15:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 16 and 17:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 18 and 19:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 20 and 21:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 22 and 23:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 24 and 25:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 26 and 27:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 28 and 29:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 30 and 31:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 32 and 33:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 34 and 35:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 36 and 37:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 38 and 39:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 40 and 41:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 42 and 43:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 44 and 45:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 46 and 47:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 48 and 49:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 50 and 51:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 52 and 53:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 54 and 55:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 56 and 57:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 58 and 59:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 60 and 61:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 62 and 63:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 64 and 65:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 66 and 67:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 68 and 69:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 70 and 71:
150 Vliv abiotických a biotických
- Page 72 and 73:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 74 and 75:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 76 and 77:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 78 and 79:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 80 and 81:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 82 and 83:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 84 and 85:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 86 and 87:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 88 and 89:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 90 and 91:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 92 and 93:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 94 and 95:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 96 and 97:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 98 and 99:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 100 and 101:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 102 and 103:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 104 and 105:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 106 and 107:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 108 and 109:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 110 and 111:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 112 and 113:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 114 and 115:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 116 and 117:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 118 and 119:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 120 and 121:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 122 and 123:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 124 and 125:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 126 and 127:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 128 and 129:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 130 and 131:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 132 and 133:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 134 and 135:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 136 and 137:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 138 and 139:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 140 and 141:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 142 and 143:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 144 and 145:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 146 and 147:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 148 and 149:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 150 and 151:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 152 and 153:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 154 and 155:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 156 and 157:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 158 and 159:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 160 and 161:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 162 and 163:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 164 and 165:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 166 and 167:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 168 and 169:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 170 and 171:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 172 and 173:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 174 and 175:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 176 and 177:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 178 and 179:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 180 and 181:
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4
- Page 182 and 183:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 184 and 185:
Vliv abiotických a biotických str
- Page 186 and 187:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 188 and 189:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 190 and 191:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 192 and 193:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 194 and 195:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 196 and 197:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 198 and 199:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 200 and 201:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 202 and 203:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 204 and 205:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 206 and 207:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 208 and 209:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 210 and 211:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 212 and 213:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 214 and 215:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 216 and 217:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 218 and 219:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 220 and 221:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 222 and 223:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 224 and 225:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 226 and 227:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 228 and 229:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 230 and 231:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 232 and 233:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 234 and 235:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 236 and 237:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 238 and 239:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 240 and 241:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 242 and 243:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 244 and 245:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 246 and 247:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 248 and 249:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 250 and 251:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 252 and 253:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 254 and 255:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 256 and 257:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 258 and 259:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 260 and 261:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 262 and 263:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 264 and 265:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 266 and 267:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 268 and 269:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 270 and 271:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 272 and 273:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 274 and 275:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 276 and 277:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 278 and 279:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 280 and 281:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 282 and 283:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 284 and 285:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 286 and 287:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 288 and 289:
Vliv biotických a abiotických str
- Page 290 and 291: Vliv biotických a abiotických str
- Page 292 and 293: Vliv biotických a abiotických str
- Page 294 and 295: Vliv biotických a abiotických str
- Page 296 and 297: Vliv biotických a abiotických str
- Page 298 and 299: Vliv biotických a abiotických str
- Page 300 and 301: Vliv biotických a abiotických str
- Page 302 and 303: Vliv biotických a abiotických str
- Page 304 and 305: Vliv biotických a abiotických str
- Page 306 and 307: Vliv biotických a abiotických str
- Page 308 and 309: Vliv biotických a abiotických str
- Page 310 and 311: Vliv biotických a abiotických str
- Page 312 and 313: Vliv biotických a abiotických str
- Page 314 and 315: Vliv biotických a abiotických str
- Page 316 and 317: Vliv biotických a abiotických str
- Page 318 and 319: Vliv abiotických a biotických str
- Page 320 and 321: Vliv abiotických a biotických str
- Page 322 and 323: Vliv abiotických a biotických str
- Page 324 and 325: Vliv abiotických a biotických str
- Page 326 and 327: Vliv abiotických a biotických str
- Page 328 and 329: Vliv abiotických a biotických str
- Page 330 and 331: Vliv abiotických a biotických str
- Page 332 and 333: Vliv abiotických a biotických str
- Page 334 and 335: Vliv abiotických a biotických str
- Page 336 and 337: Vliv abiotických a biotických str
- Page 338 and 339: Vliv abiotických a biotických str
- Page 342 and 343: Vliv abiotických a biotických str
- Page 344 and 345: Vliv abiotických a biotických str
- Page 346 and 347: Vliv abiotických a biotických str
- Page 348 and 349: Vliv abiotických a biotických str
- Page 350 and 351: Vliv abiotických a biotických str
- Page 352 and 353: Vliv abiotických a biotických str
- Page 354 and 355: Vliv abiotických a biotických str
- Page 356 and 357: Vliv abiotických a biotických str
- Page 358 and 359: Vliv abiotických a biotických str
- Page 360 and 361: Vliv abiotických a biotických str
- Page 362 and 363: Vliv abiotických a biotických str
- Page 364 and 365: Vliv abiotických a biotických str
- Page 366 and 367: Vliv abiotických a biotických str
- Page 368 and 369: Vliv abiotických a biotických str
- Page 370 and 371: Vliv abiotických a biotických str
- Page 372 and 373: Vliv abiotických a biotických str
- Page 374 and 375: Vliv abiotických a biotických str
- Page 376 and 377: Vliv abiotických a biotických str
- Page 378 and 379: Vliv abiotických a biotických str
- Page 380 and 381: Vliv abiotických a biotických str
- Page 382: Vliv abiotických a biotických str