Hanna Szajsner, Danuta Drozd

Transkrypt

1 Act Agrophysic, 29, 14(1), AKTYWNOŚĆ ALFA-AMYLAZY W ZIARNIAKACH PSZENICY I PSZENśYTA PO PRZEDSIEWNEJ STYMULACJI LASEROWEJ Hnn Szjsner, Dnut Drozd Ktedr Genetyki, Hodowli Roślin i Nsiennictw, Uniwersytet Przyrodniczy Plc Grunwldzki 24, Wrocłw e-mil: hnn.szjsner@up.wroc.pl S t r e s z c z e n i e. Celem prcy było ustlenie, czy przedsiewne nświetlnie zirników świtłem lser moŝe wpływć n ktywność zwrtej w nich lf mylzy. Mterił do bdń stnowiły trzy odminy pszenŝyt orz dwie odminy pszenicy. Formą jrą pszenŝyt był odmin Migo, formmi ozimymi Presto i Torndo. Odminmi pszenicy jrej były Korynt i Olimpi. Aktywność lf mylzy w kiełkujących nsionch ocenino w zirnikch kontrolnych i npromieniownych świtłem lser półprzewodnikowego. Oznczeni wykonywno po jednej, dwu i trzech dobch. Stwierdzono zróŝnicowną rekcję n zstosowne promieniownie lserowe pod względem ktywności enzymu lf-mylzy pszenicy i pszenŝyt orz między odminmi w obrębie bdnych genotypów. S ł o w kluczowe: lf-mylz, pszenic, pszenŝyto, promieniownie lserowe WSTĘP Kiełkownie nsion jest specyficzną formą wzrostu zrodk. Podstwowymi czynnikmi wrunkującymi rozpoczęcie tego procesu jest odpowiedni poziom wilgotności podłoŝ, dostęp powietrz i określon tempertur. Podczs spoczynku nsion przeminy biochemiczne zchodzą w nich w niewielkim stopniu, ntomist w czsie kiełkowni zirników zbóŝ gromdzących skrobię jko mterił zpsowy rozpoczyn się intensywn biosyntez lf mylzy (Msojć1997). W duŝej mierze od ktywności lf-mylzy zleŝy równieŝ odporność n porstnie odmin pszenicy jrej (Vu i Msojć 1999). Enzym lf-mylz jest podstwowym czynnikiem ktlitycznym przy rozkłdzie skrobi, zpoczątkowują- Prc nukow finnsown ze środków n nukę w ltch jko projekt bdwczy nr 2PO6R

2 196 H. SZAJSNER, D. DROZD cym tą rekcję. W ten proces biochemiczny włączją się nstępnie inne enzymy. Przemin energii świetlnej przez orgn roślin nie biorące udziłu w fotosyntezie, w szczególności przez nsion, przebieg drogą bodźców świetlnych pobudzjących procesy fizjologiczne orz drogą fotoindukcyjnej biosyntezy potrzebnych produktów przeminy mterii (Glov 1996). Prowdzone są równieŝ bdni nd moŝliwością zstosowni pszenŝyt do produkcji bioetnolu z zirn. Jednym z kryteriów przydtności pszenŝyt dl celów produkcyjnych jest ktywność endogennej lf-mylzy. Korzystne byłyby te genotypy, u których w okresie dojrzewni gromdzi się w zirnie znczn ilość lf-mylzy, co wpływ n ogrniczenie lub czyni zbędnym stosownie enzymu obcego pochodzeni (Pol i Msojć 26). Celem bdń było ustlenie czy przedsiewn biostymulcj lserow nsion moŝe być czynnikiem wpływjącym n ktywność enzymu lf mylzy w kiełkujących zirnikch pszenŝyt i pszenicy. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Obiektem bdń były trzy odminy pszenŝyt. Odmin Migo jest formą jrą o dobrej zdrowotności i duŝej odporności n wylegnie. Plonuje brdzo dobrze, chrkteryzuje się wysoką msą tysiąc ziren o mniejszej zwrtości biłk orz późnym dojrzewniem. Presto jest odminą ozimą njwcześniej dojrzewjącą spośród odmin pszenŝyt, wysokoplenną o dobrej zimotrwłości. Torndo form ozim o wysokiej mrozoodporności i młej podtności n wylegnie. Do bdń uŝyto tkŝe dwóch odmin pszenicy jrej. Olimpi jest odminą o dobrej jkości technologicznej (grup jkości A) i wysokoplenną. Odmin Korynt nleŝy do grupy jkościowej A, chrkteryzuje się wysoką msą tysiąc nsion orz duŝą zwrtością biłk. Przed złoŝeniem doświdczeni zirniki wymienionych odmin pszenicy i pszenŝyt przechowywno przez okres 6 miesięcy. Losowo wybrne 3 próby po 1 nsion zostły nświetlone promienimi lser półprzewodnikowego o mocy 2 mw. Zstosowno trzykrotność dwki podstwowej (czs nświetlni 4,1 min) określonej dl roślin zboŝowych orz nsion kontrolne (bez nświetlni). Zrówno w zirnikch kontrolnych jk i npromieniownych promienimi lser ocenino ktywność lf mylzy w kiełkujących nsionch (Andrzejczuk i in. 1993). Enzym ekstrhowno z próby nsion o msie 1 g. Aktywność lf-mylzy wyrŝno w miligrmch rozłoŝonej skrobi w ciągu jednej minuty w przeliczeniu n jeden miligrm biłk. Zwrtość biłk w ekstrkcie oznczno według metody Lowry`ego (Lowry i in. 1951). Oceny ktywności tego enzymu dokonywno po 24, 48 i 72 godzinch. Wszystkie oznczeni wykonno w trzech powtórze-

3 AKTYWNOŚĆ ALFA-AMYLAZY W ZIARNIAKACH 197 nich, w trzech niezleŝnych serich. Uzyskne wyniki oprcowno sttystycznie stosując test F, w przypdku wystąpieni istotnych róŝnic zstosowno test Duncn w celu wyodrębnieni grup jednorodnych. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA Dl odmin pszenŝyt Migo i Torndo wpływ promieniowni lserowego okzł się nieistotny. Odmin Presto zregowł n przedsiewną biostymulcję istotnym wzrostem ktywności lf-mylzy. Obserwcje wykonne po 72 godzinch od nświetleni wykzły wzrost ktywności lf-mylzy o 9,8% w stosunku do kontroli (rys. 1). Rekcj odmin pszenicy jrej był zróŝnicown, dl odminy Korynt, po 72 godzinch, stwierdzono wzrost ktywności lf mylzy w zirnikch npromieniownych o 19,9% w porównniu z zirnikmi kontrolnymi (rys 2). Olimpi zregowł istotnym podwyŝszeniem ktywności lf-mylzy po zstosowniu npromieniowni zirników w zncznie krótszym czsie niŝ Korynt (po 24 godzinch). Wzrost ktywności lf-mylzy u tej odminy wyniósł 22,4%. Dotychczs w literturze nie spotkno oprcowń dotyczących wpływu świtł lser n ktywność enzymtyczną u roślin zboŝowych. Podleśny bdjąc odminy łubinu biłego stwierdził, Ŝe przedsiewne trktownie mteriłu siewnego promienimi lserowymi zwiększło istotnie ktywność enzymów mylolitycznych w nsionch obydwu bdnych form łubinu biłego. Rekcj odmin łubinu był zróŝnicown, większą ktywność enzymu lf-mylzy obserwowno w nsionch odminy Brdo (typ trdycyjny) niŝ w nsionch odminy Kton typ smokończący (Podleśny 22). Podobne wyniki uzyskli Podleśny i Borowiecki, którzy stwierdzili istotny wpływ zbiegu przedsiewnej biostymulcji nsion bobiku n podwyŝszenie ktywności enzymów mylolitycznych, w szczególności w początkowym okresie jego kiełkowni (Podleśny i Borowiecki 21). We wcześniej przeprowdzonych bdnich włsnych (Szjsner i Drozd 21) obserwowno wpływ przedsiewnej stymulcji lserowej n wrtość siewną i cechy siewek odmin pszenŝyt i pszenicy. Stwierdzono, Ŝe odmin pszenŝyt ozimego Presto chrkteryzowł się njwiększą wrŝliwością n świtło lser. Długość ndziemnej części siewki po zstosowniu nświetlni wzrosł o pond 1% w stosunku do długości ndziemnej części siewki roślin kontrolnych. Dl odminy Olimpi obserwowno njwiększą podtność n promieniownie lserowe wyrŝjące się podwyŝszeniem wrtości cech morfologicznych siewek w porównniu z innymi odminmi pszenicy jrej.

4 198 H. SZAJSNER, D. DROZD 4 TORNADO Aktywność lf-mylzy Aktywność lf- mylzy (mg skrobi min -1 mg -1 biłk) (mg skrob i min - 1 mg - 1 biłk) Alf-mylse ctivity (mg strch min -1 mg -1 protein) Alf -mylse ctivity (mg strch min-1 mg-1 protein) Nświetlne - Irrdited Czs kiełkowni - Time of germ intion (h) MIGO Aktywność lf-mylzy (mg skrobi min - 1 mg-1 biłk) (mg skrobi min -1 mg -1 biłk) Alf-mylse se ctivity (mg strch min-1 mg-1 (mg strch min mg protein) Nświetlne - Irrdited Czs k iełkowni - Time of germintion (h) PRESTO Aktywność lf-mylzy (mg (mg skrobi min-1-1 mg-1-1 biłk) Alf-mylse ctivity (mg min-1 mg-1 (mg strch min mg -1 protein) b Nświetlne - Irrdited Czs kiełkowni - Time of germintion (h) Średnie dl czsu kiełkowni oznczone tą smą literą nie róŝnią się istotnie przy p =,5 Men of germintion time indicted by the sme letter re not significntly different t p =.5 Rys. 1. Aktywność lf-mylzy w kiełkujących nsionch pszenŝyt po nświetleniu promienimi lser Fig. 1. Alf mylse ctivity in Triticle grin fter lser light rdition

5 AKTYWNOŚĆ ALFA-AMYLAZY W ZIARNIAKACH 199 K O R Y N T A Aktywność lf-mylzy (mg skrobi Aktywność min-1 mg-1 lf-mylzy biłk) (mg skrobi min -1 mg -1 biłk) Alf-mylse Alf-mylse ctivity ctivity (mg strch (mg strch min-1 min mg-1 mg protein) -1 protein) b O b je k t ko n tr o ln y C o n tr o l o b je c t N ś w ie tl n e - Ir r d i te d C z s k i e łk o w n i - T i m e o f g e r m i n ti o n (h ) Aktywność lf-mylzy (mg (mg skrobi skrobi min-1 min mg-1 mg biłk) -1 biłk) Alf-mylse ctivity ctivity (mg strch min-1 mg-1 protein) (mg strch min mg -1 protein) OLIMPIA b Nświetlne - Irrdited Czs kiełkowni - Time of germintion (h) Rys. 2. Aktywność lf-mylzy w kiełkujących zirnikch pszenicy jrej po nświetlniu promienimi lser Fig. 2. Alf-mylse ctivity in spring whet grin fter lser light rdition WNIOSKI 1. Rekcj bdnych odmin pszenicy i pszenŝyt n promieniownie lserowe był zróŝnicown. 2. Njwiększą podtność n świtło lser spośród bdnych genotypów pszenŝyt stwierdzono u odminy Presto, co przejwiło się istotnym zwiększeniem ktywności lf mylzy (po 72 godzinch). 3. Dl pszenicy jrej stwierdzono wpływ przedsiewnej biostymulcji lserowej zirników n ktywność lf mylzy. Efekt ten ujwnił się u odminy Olimpi po 24, ntomist u odminy Korynt po 72 godzinch od złoŝeni doświdczeni.

6 2 H. SZAJSNER, D. DROZD 4. N podstwie przeprowdzonych bdń moŝn przypuszczć, Ŝe przedsiewn biostymulcj lserow jest czynnikiem oddziływującym n ukłd enzymtyczny w kiełkujących zirnikch niektórych form pszenŝyt i pszenicy. PIŚMIENNICTWO Andrzejczuk-Hybel J., Bielwski W., Kączkowski J., Reducing sugr nd mylse chnges during germintion of Triticle vrieties resistnt susceptible to pre-hrvest sprouting. Act Physiologie Plntrum, 15, 3, Drozd D., Szjsner H., Bielecki K., 23. Wpływ świtł lser n ktywność lf-mylzy w zirnikch róŝnych genotypów pszenŝyt. Biuletyn IHAR, nr 226/227/1, Glov Z., The effect of lser bems on the process of germinting power of winter whet grins. Rocz. AR Poznń, Roln., 49, Lowry O.H., Rosenbrough A.L., Frr A.L., Rndll R.J., Protein mesurement with Folin phenol regent. J. Biol. Chem., 193, Msojć P., Genetyczne podłoŝe duŝej ktywności lf-mylzy w zirnie pszenŝyt. Zesz. Nuk. AR w Szczecinie, 175, Roln. 65, Podleśny J., Borowiecki J., 21. Wpływ promieniowni lserowego n zminy biochemiczne nsion i gromdzenie suchej msy bobiku. I Międzynrodow Konferencj Nukow Oddziływnie pól elektromgnetycznych n środowisko rolnicze, Lublin, Podleśny J., 22. Studi nd oddziływniem świtł lserowego n nsion, wzrost i rozwój roślin orz plonownie łubinu biłego (Lupinus lbus L.). Rozprw hbilitcyjn. IUNG Pułwy. Pol M., Msojć P., 26. Ocen ktywności lf-mylzy i lepkości ekstrktów z zirn odmin pszenŝyt w spekcie produkcji bioetnolu. Foli Univ. Agric. Stetin. Agriculture, 247(1), Szjsner H.A, Drozd D.T., 21. Ocen efektu przedsiewnej biostymulcji lserowej u odmin pszenŝyt (Triticle). I Międzynrodow Konferencj Nukow Oddziływnie pól elektromgnetycznych n środowisko rolnicze. Lublin, Vu D.T., Msojć P., Aktywność lf-mylzy odporność n porstnie odmin pszenicy jrej. Biul. IHAR, 211, ALPHA-AMYLASE ACTIVITY IN WHEAT AND TRITICALE GRAINS AFTER LASER PRE-SOWING STIMULATION Hnn Szjsner, Dnut Drozd Deprtment of Genetic, Plnt Breeding nd Seed Production Wrocłw University of Environmentl nd Life Sciences Plc Grunwldzki 24, Wrocłw e-mil: hnn.szjsner@up.wroc.pl Ab s t r c t. The im of investigtion ws to determine whether pre sowing lser rdition chnged lf-mylse ctivity. Mteril to investigtion consisted of three Triticle cultivrs nd two spring whet cultivrs. Spring Triticle form ws Migo, winter forms were Presto nd Torndo. Spring whet cultivrs were represented by Korynt nd Olimpi. In the control nd irrdited

7 AKTYWNOŚĆ ALFA-AMYLAZY W ZIARNIAKACH 21 grins (used semi conducted lser light) lf-mylse ctivity ws determined. Anlyses were indicted fter one, two nd three dys. Rection of Triticle nd whet genotypes on lser light ws differentited in respect test enzyme. K e y wo r d s : lf-mylse, whet, Triticle, lser rdition