Search for content and authors
 

Procesy embriologiczne u Medicago lupulina L. w siedliskach skażonych metalami ciężkimi

Monika Kwiatkowska ,  Romana Izmaiłow 

Department of Plant Cytology and Embryology, Instytute of Botany, Jagiellonian University (UJ), Grodzka 52, Kraków 31-044, Poland

Abstract

        Rozwój przemysłu skorelowany jest z negatywnym wpływem zanieczyszczeń na środowisko naturalne. Celem niniejszych badań była analiza procesów reprodukcyjnych populacji M. lupulina (Fabaceae) rosnących w warunkach skażonego, poprzemysłowego środowiska.

       Materiał do badań embriologicznych oraz do analizy ilościowej poziomu pierwiastków śladowych i makroelementów w organach roślin pochodził z dwóch okręgów górniczo-hutnichych: (1) z Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego - Katowice-Wełnowiec (K-W); (2) z Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego - "Żelazny Most" (ŻM) oraz ze stanowisk naturalnych. Materiał do badań embriologicznych był utrwalany w różnych fazach kwitniena roślin. Przebadano ponad 1900 zalążków. Test żywotności pyłku wykonano przy użyciu acetokarminu na próbach po 1000 ziaren pyłku z każdego stanowiska. Poziom makroelementów: Mg, Ca oraz mikroelementów: Zn, Cu, fe, Ni, Mn, Cd oznaczono metodą AAS.

      W populacji M. lupulina z hałdy cynkowej K-W stwierdzono wysoką frekwencję (45%) zakłóceń podczas mikrosporogenezy i dojrzewania ziaren pyłku. Żywotność pyłku była obniżona w stosunku do populacji kontrolnej i wynosiła 78%. W populacji M. lupulina z okolic ŻM zakłócenia w pręcikach stwierdzono w 41,5% analizowanych pąków kwiatowych. Żywotność pyłku (53%) była znacznie obniżona w odniesieniu do populacji kontrolnej (97%). W populacji M. lupulina z hałdy cynkowej K-W nekrozy pąków kwiatowych lub zalążków stanowiły 33% badanych pąków. Zakłócenia i nekrozy w gametofitogenezie wystąpiły z frekwencją 24%, objęły degeneracje woreczków zalążkowych, w których nastąpiła nekroza pojedynczych lub wszystkich elementów. W populacji M. lupulina z okolic ŻM nekrozy pąków kwiatowych i zalążków wystąpiły z niższą frekwencją 22,5%. Procesy degeneracji podczas megasporogenezy i dojrzewania żeńskich gametofitów wystąpiły w 26% analizowanych zalążków. Zakłócena w embriogenezie w populacji M. lupulina z hałdy K-W (19%) dotyczyły obecności komórek nekrotycznych w zarodkach oraz całkowitej aborcji zarodków. Liczba obumarłych nasion w strąkach wyniosła 7,8%. W populacji M. lupulina z okolic ŻM rzadziej obserwowano zakłócenia w embriogenezie (12%). Liczba obumarłych nasion w strąkach stanowiła 2,4% zawiązanych zalążków.

      Analizy składu ilościowego pierwiastków w organach roślin ze skażonych siedlisk wykazały obecność metali w kwiatach i nasionach jednak w mniejszych ilościach niż w organach wegetatywnych. Badania AAS wskazują na osłabienie bariery transportu metali do organów generatywnych.

     Frekwencja żywotnych ziaren pyłku okazała się wystarczająca w badanych populacjach, jednak zakłócenia w rozwoju  zalążków, gametofitu żeńskiego, w fazie embriogenezy znacznie obniżyły produkcję nasion w skażonym środowisku.  

 

Legal notice
  • Legal notice:
 

Presentation: Poster at XIII Zjazd Polskiego Towarzystwa Magnezologicznego im. prof. Juliana Aleksandrowicza, Symposium D, by Monika Kwiatkowska
See On-line Journal of XIII Zjazd Polskiego Towarzystwa Magnezologicznego im. prof. Juliana Aleksandrowicza

Submitted: 2011-05-30 21:26
Revised:   2011-05-30 22:31