The effect of kinetin on the chlorophyll pigments content in leaves of Zea mays L. seedlings and accumulation of some metal ions

In this work the relationship between the accumulation of some metals, the content of chlorophyll a and b in leaves of Zea mays L. plants, growth of seedlings and concentration of kinetin in medium has been studied. The experiments were carried out with 7-day old maize plants grown on the Hoagland's medium. The seedlings were exposed to the solution containing kinetin in different concentration (10-9 ÷ 10-5 mol · dm-3). The accumulation of metals in maize leaves was measured by emission spectroscopy using the spectrometer with excitation by argon inductively coupled plasma technique (ICP-OES). The amount of chlorophyll pigment was determined by the spectrophotometer UV-Vis. The study shows that kinetin changes the uptake and accumulation of metal ions in leaves of maize plants, changes the growth of seedlings, has influence on the seeds germinations and productivity of fresh and dry mass, and decreases the chlorophyll pigments content in leaves of Zea mays L.

Cytokininy, w tym kinetyna, są fitohormonami, których głównym zadaniem jest kontrola wzrostu, rozwoju komórek i ich dyferencjacji oraz biogenezy chloroplastów. Biorą one udział także w formowaniu się organów i ich regeneracji oraz w procesach deetiolacji i wielu innych. Wśród nich znajduje się również szlak syntezy chlorofilu podczas zielenienia etiolowanych roślin. Cytokininy należą do związków stymulujących ten proces, co odbywa się kilkoma drogami, między innymi mają swój wpływ na aktywność enzymów biorących udział w syntezie zielonego barwnika. Celem niniejszej pracy było zbadanie oddziaływania naturalnego hormonu roślinnego kinetyny na syntezę barwników chlorofilowych (chlorofilu a i b) w liściach siewek kukurydzy (Zea mays L.) oraz na zawartość wybranych makroi mikroelementów. Doświadczenia przeprowadzono na 7-dniowych siewkach kukurydzy hodowanych w ciemni i na świetle w temperaturze 27°C, na pożywce Hoaglanda; pH pożywki wynosiło 6,5. Natężenie światła w trakcie hodowli roślin było około 450 µ mol · s-1. Do badań użyto kinetyny w stężeniach 10-9 ÷ 10-5 mol · dm-3. Barwniki chlorofilowe oznaczano metodą spektrofotometryczną, natomiast stężenie badanych metali w tkance liści mierzono, posługując się techniką optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-OES). Uzyskane w pracy wyniki wskazują na obniżenie zawartości chlorofilu a (6 ÷ 17%) oraz stosunku chlorofilu a/b (5 ÷ 25%) w zakresie badanych stężeń kinetyny. Z kolei zawartość chlorofilu b dla stężeń kinetyny w pożywce w zakresie 10-7 ÷ 10-5 mol.dm-3 była zbliżona do wyników uzyskanych dla roślin kontrolnych i wyższa dla stężeń 10-9 ÷ 10-8 mol · dm-3 (10 ÷ 15%). Podobne wartości uzyskano dla sumarycznej zawartości chlorofilu a+b. Z kolei kinetyna zmniejsza kumulację niektórych metali w tkance liściowej siewek kukurydzy. Uzyskane wyniki wskazują również na oddziaływanie kinetyny na proces kiełkowania nasion, produkcję masy roślinnej, zawartość wody oraz wzrost siewek.