Вплив ванадію (IV) на ріст «бородатих» коренів Artemisia tilesii
Анотація
Визначення впливу токсичних металів на рослини становить значний інтерес, оскільки забруднення навколишнього середовища токсикантами, зокрема металами, є загрозою для безпеки сільського господарства та здоров’я населення. Ванадій – ультрамікроелемент, який у незначній кількості накопичується в рослинах. Водночас ванадій належить до токсичних металів. Підвищена його кількість у ґрунті призводить до пригнічення росту рослин. Мета. Метою роботи було визначення особливостей впливу сполуки ванадію (IV) (нейтральний розчин [V4+·cit]) у модельній системі in vitro та порівняння цього впливу на культуру «бородатих» коренів та рослини Artemisia tilesii Ledeb. Методи. Пагони рослин та трансгенні корені культивували на агаризованому живильному середовищі МС зі сполукою ванадію (IV) у концентрації 1, 5, 10, 50 та 100 мг/л за температури +24°С. Приріст маси коренів визначали через 4 тижні. Результати. Встановлено, що ванадій (IV) у концентрації 50 мг/л повністю інгібував формування коренів та призводив до загибелі пагонів. Трансгенні корені окремих ліній виживали навіть за наявності ванадію у концентрації 100 мг/л. Висновки. «Бородаті» корені виявилися значно стійкішими до ванадію (IV), ніж контрольні рослини, що, вірогідно, можна пояснити трансформацією, перенесенням агробактеріальних генів та змінами у вторинному метаболізмі.
Ключові слова: ванадій (IV), Artemisia tilesii Ledeb., «бородаті» корені.
Посилання
Kochian L. V., Pence N.S., Letham D.L.D., Pineros M.A., Magalhaes J.V., Hoekenga O.A., Garvin D.F. Mechanisms of metal resistance in plants: Aluminum and heavy metals. Plant and Soil. 2002. Vol. 247, No. 1. P. 109–119.
Amin H., Arain B.A., Abbasi M.S., Amin F., Jahangir M., Soomro N. Evaluation of chromium phyto-toxicity, phyto-tolerance, and phyto-accumulation using biofuel plants for effective phytoremediation. International Journal of Phytoremediation. 2019. P. 1–12.
Fourati E., Vogel-Mikuљ K., Bettaieb T., Kavиiи A., Kelemen M., Vavpetiи P., Pelicon P., Abdelly C., Ghnaya T. Physiologi-cal response and mineral elements accumulation pattern in Sesuvium portulacastrum L. subjected in vitro to nickel. Chemos-phere. 2019. Vol. 219. P. 463–471.
Singh P., Singh I., Shah K. Reduced Activity of Nitrate Reductase Under Heavy Metal Cadmium Stress in Rice: An in silico Answer. Frontiers in Plant Science. 2019. Vol. 9. P. 1948.
Vachirapatama N., Jirakiattikul Y., Dicinoski G., Townsend A.T., Haddad P.R. Effect of vanadium on plant growth and its accumulation in plant tissues. Songklanakarin Journal of Science and Technology. 2011. Vol. 33, No. 3. P. 255–261.
Larsson M.A., Baken S., Gustafsson J.P., Hadialhejazi G., Smolders E. Vanadium bioavailability and toxicity to soil microor-ganisms and plants. Environmental Toxicology and Chemistry. 2013. Vol. 32, No. 10. P. 2266–2273.
Yang J., Wang M., Jia Y., Gou M., Zeyer J. Toxicity of vanadium in soil on soybean at different growth stages. Environmental Pollution. 2017. Vol. 231. P. 48–58.
Ismail H., Dilshad E., Waheed M.T., Mirza B. Transformation of Lettuce with rol ABC Genes: Extracts Show Enhanced Anti-oxidant, Analgesic, Anti-Inflammatory, Antidepressant, and Anticoagulant Activities in Rats. Applied Biochemistry and Bio-technology. 2017. Vol. 181, No. 3. P. 1179–1198.
Dilshad E., Ismail H., Haq I., Cusido R.M., Palazon J., Ramirez-Estrada K., Mirza B. Rol genes enhance the biosynthesis of antioxidants in Artemisia carvifolia Buch. BMC Plant Biology. 2016. Vol. 16, No. 1. P. 125.
Dilshad E., Zafar S., Ismail H., Waheed M.T., Cusido R.M., Palazon J., Mirza B. Effect of Rol Genes on Polyphenols Biosyn-thesis in Artemisia annua and Their Effect on Antioxidant and Cytotoxic Potential of the Plant. Applied Biochemistry and Bio-technology. 2016.
Chandra S. Natural plant genetic engineer Agrobacterium rhizogenes: Role of T-DNA in plant secondary metabolism. Bio-technology Letters. 2012. Vol. 34, No. 3. P. 407–415.
Xiao X. yuan, Wang M. wei, Zhu H. wen, Guo Z. hui, Han X. qing, Zeng P. Response of soil microbial activities and micro-bial community structure to vanadium stress. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2017. Vol. 142. P. 200–206.
Drobot K.O., Matvieieva N.А., Shakhovsky A.M. Features of Agrobacterium rhizogenes-mediated genetic transformation of Artemisia vulgaris L., Artemisia annua L. and Ruta graveolens L. medicinal plants. Factors in experimental evolution of or-ganisms. 2016. Vol. 19. P. 117–120.
Murashige T., Skoog F. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures. Physiologia Plantarum. 1962. Vol. 15, No. 3. P. 473–497.
Agostini E., Talano M.A., Gonzбlez P.S., Oller A.L.W., Medina M.I. Application of hairy roots for phytoremediation: What makes them an interesting tool for this purpose? Applied Microbiology and Biotechnology. 2013. Vol. 97, No. 3. P. 1017–1030.
Ontaсon O.M., Gonzбlez P.S., Ambrosio L.F., Paisio C.E., Agostini E. Rhizoremediation of phenol and chromium by the synergistic combination of a native bacterial strain and Brassica napus hairy roots. International Biodeterioration and Biodeg-radation. 2014. Vol. 88. P. 192–198.
Subroto M.A., Priambodo S., Indrasti N.S. Accumulation of zinc by hairy root cultures of Solanum nigrum. Biotechnology. 2007. Vol. 6, No. 3. P. 344–348.
