Rast rastlin ter vpliv na pigmente in fotokemično učinkovitost

Po tehtanju liofiliziranega rastlinskega materiala smo zabeležili kar veliko variabilnost rastlin, zato smo pri primerjanju rastlin zaznali le nekaj statistično značilnih odstopanj v masi korenin oz. poganjkov od kontrole. Tako smo, v primerjavi s kontrolnimi rastlinami, zabeležili zmanjšanje SM korenin in poganjkov rastlin, ki so rasle v pomanjkanju -Mg ter zmanjšanje korenin rastlin, ki so rastle pri pomanjkanju -Ca (Slika 14). Od rastlin, ki so rastle pri hkratnem pomanjkanju določenega elementa in dodatku Cd, smo zabeležili značilno zmanjšanje korenin in poganjkov pri -Fe+Cd in zmanjšanje SM korenin pri -Ca+Cd (Slika 14). Rastline, ki so rastle le ob dodatku 150 μM Cd, so imele primerljivo SM korenin in poganjkov, kot kontrolne rastline (Slika 14).

Z meritvijo koncentracije klorofila a (Chl a), klorofila b (Chl b) in karotenoidov ter potencialne in dejanske fotokemične učinkovitosti smo ocenili vpliv pomanjkanja oz.

pomanjkanja in dodatka Cd na fotosintezo rastlin. Ugotovili smo, da so imele le rastline tretmaja -Mg+Cd hkrati značilno zmanjšane koncentracije Chl a, Chl b in karotenoidov (Slika 15). Med ostalimi tretmaji so imele rastline značilno zmanjšane koncentracije Chl a in Chl b le še rastline -Ca in -Fe (Slika 15). V primerjavi s kontrolo so imele le rastline -Zn+Cd in -Fe+Cd znatno zmanjšano potencialno in fotokemično učinkovitost, navkljub statistično neznačilnim zmanjšanjem Chl a in Chl b. Potencialna fotokemična učinkovitost vseh ostalih rastlin pa je bila primerljiva s kontrolo (vrednosti blizu 0,8), presenetljivo pa je bila dejanska fotokemična učinkovitost pri izpostavitvah -Mg+Cd in -Mn+Cd značilno povečana (Slika 16).

57

Slika 14: Suha masa [g] korenin in poganjkov ranega mošnjaka (T. praecox) po 8 tednih rasti v hranilni raztopini s pomanjkanjem določenega minerala (-Mg, -Ca, -Zn, -Mn, -Fe), dodatkom 150 µM CdSO4

(Cd) oz. s pomanjkanjem določenega minerala in dodatkom 150 µM CdSO4 (-Mg+Cd, -Ca+Cd, -Zn+Cd, -Mn+Cd, -Fe+Cd) (povprečje ± SE; n=4-8). Znaka  (gor) in  (dol) nad stolpci označujeta statistično značilno razliko od kontrole pri primerjavi kontrole, Cd ter določnega para pomanjkanja in pomanjkanja z dodatkom Cd (Duncanov test, p<0,05).

Figure 14: Dry biomass [g] of shoots and roots of pennycress (T. praecox) after 8 weeks of growth in mineral solution with mineral deficiency of particular mineral (-Mg, -Ca, -Zn, -Mn, -Fe), or addition of 150 µM CdSO4 (Cd) or mineral deficiency of particular mineral with addition of 150 µM CdSO₄ (-Mg+Cd, -Ca+Cd, -Zn+Cd, -Mn+Cd, -Fe+Cd) (mean ± SE; n=4-8). Different symbols  (up) in  (down) above columns represent statistically significant differences from control when comparing control, Cd and pair of particular mineral deficiency and mineral deficiency with addition of Cd (Duncan's test; p<0,05).

Slika 15: Koncentracije klorofila a, klorofila b in karotenoidov, izražene v mg g^-1 SM poganjkov ranega mošnjaka (T. praecox) po 8 tednih rasti v hranilni raztopini s pomanjkanjem določenega minerala (Mg, -Ca, -Zn, -Mn, -Fe), dodatkom 150 µM CdSO₄ (Cd) oz. s pomanjkanjem določenega minerala in dodatkom 150 µM CdSO4 (-Mg+Cd, -Ca+Cd, -Zn+Cd, -Mn+Cd, -Fe+Cd) (povprečje ± SE; n=4-8).

Znaka  (gor) in  (dol) nad stolpci označujeta statistično značilno razliko od kontrole pri primerjanju kontrole, Cd ter določnega para pomanjkanja in pomanjkanja z dodatkom Cd (Duncanov test, p<0,05).

Chl a-klorofil a, Chl b-klorofil b, SM–suha masa.

Figure 15: Concentrations of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids expressed in mg g^-1 of dry shoot biomass of pennycress (T. praecox) after 8 weeks of growth in mineral solution with mineral deficiency of particular mineral (-Mg, -Ca, -Zn, -Mn, -Fe), or addition of 150 µM CdSO₄ (Cd) or mineral deficiency of particular mineral with addition of 150 µM CdSO4 (Mg+Cd, Ca+Cd, Zn+Cd, Mn+Cd, -Fe+Cd) (mean ± SE; n=4-8). Different symbols  (up) in  (down) above columns represent statistically significant differences from control when comparing control, Cd and pair of particular mineral deficiency and mineral deficiency with addition of Cd (Duncan's test; p<0,05). Chl a-chlorophyll a, Chl

58

Slika 16: Potencialna in dejanska fotokemična učinkovitost fotosistema 2 izraženi v relativnih enotah, merjeni ) po 8 tednih rasti v hranilni raztopini s pomanjkanjem določenega minerala (-Mg, -Ca, -Zn, -Mn, -Fe), dodatkom 150 µM CdSO₄ (Cd) oz. s pomanjkanjem določenega minerala in dodatkom 150 µM CdSO₄ (-Mg+Cd, -Ca+Cd, -Zn+Cd, -Mn+Cd, -Fe+Cd) (povprečje ± SE; n=4-8). Znaka  (gor) in  (dol) nad stolpci označujeta statistično značilno razliko od kontrole pri primerjanju kontrole, Cd ter določnega para pomanjkanja in pomanjkanja z dodatkom Cd (Duncanov test, p<0,05). FU-fotokemična učinkovitost.

Figure 16: Potential and actual photochemical efficiency of photosystem 2 expressed in relative units, and after 8 weeks of growth in mineral solution with mineral deficiency of particular mineral (Mg, Ca, -Zn, -Mn, -Fe), or addition of 150 µM CdSO₄ (Cd) or mineral deficiency of particular mineral with addition of 150 µM CdSO4 (-Mg+Cd, -Ca+Cd, -Zn+Cd, -Mn+Cd, -Fe+Cd) (mean ± SE; n=4-8). Different symbols  (up) in  (down) above columns represent statistically significant differences from control when comparing control, Cd and pair of particular mineral deficiency and mineral deficiency with addition of Cd (Duncan's test; p<0,05). FU-photochemical efficiency.

V liofiliziranih koreninah in poganjkih smo z metodo AAS pomerili koncentracije Cd.

Nekaj Cd smo izmerili tudi v vseh vzorcih rastlin, ki niso bile izpostavljene Cd, a so bile te vrednosti v povprečju okoli 10 µg g^-1 SM in zanemarljive v primerjavi z privzetimi koncentracijami Cd izpostavljenih rastlin, zato jih tukaj ne navajamo (Slika 17). Značilno povečanje koncentracije Cd v primerjavi z rastlinami, izpostavljenimi le 150µM Cd smo izmerili le pri rastlinah –Ca+Cd, povečan privzem v poganjkih pa le pri rastlinah –Fe+Cd (Slika 17).

 

















0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Kontrola Cd150 -Mg -Mg+Cd -Ca -Ca+Cd -Zn -Zn+Cd -Mn -Mn+Cd -Fe -Fe+Cd

relativne enote

potecnialna FU dejanska FU

59

Slika 17: Koncentracije kadmija (Cd) v µg g^-1 SM korenin in poganjkov ranega mošnjaka (T. praecox) po 8 tednih rasti v hranilni raztopini s pomanjkanjem določenega minerala (-Mg, -Ca, -Zn, -Mn, -Fe), dodatkom 150 µM CdSO4 (Cd) oz. s pomanjkanjem določenega minerala in dodatkom 150 µM CdSO₄ (-Mg+Cd, -Ca+Cd, -Zn+Cd, -Mn+Cd, -Fe+Cd) (povprečje ± SE; n=4-8). Znaka  (gor) in  (dol) nad stolpci označujeta statistično značilno razliko od kontrole (Duncanov test, p<0,05).

Figure 17: Concentrations of cadmium (Cd) in roots and shoots of pennycress (T. praecox) after 8 weeks of growth in mineral solution with mineral deficiency of particular mineral (-Mg, -Ca, -Zn, -Mn, -Fe), or addition of 150 µM CdSO4 (Cd) or mineral deficiency of particular mineral with addition of 150 µM CdSO₄ (-Mg+Cd, -Ca+Cd, -Zn+Cd, -Mn+Cd, -Fe+Cd) (mean ± SE; n=4-8). ). Different symbols  (up) in  (down) above columns represent statistically significant differences from control (Duncan's test;

p<0,05).