Temat pracy doktorskiej realizowany jest w oparciu o kompleksowe

Monika Kalinowska
kontakt: [email protected]
Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie
Wydział Ogrodniczy, Katedra Fizjologii Roślin
Tytuł pracy doktorskiej: Fizjologiczna aktywność litu i cytomorfologiczna tolerancja tego
pierwiastka przez wybrane gatunki warzyw
Temat pracy doktorskiej realizowany jest w oparciu o kompleksowe badania
dotyczące fizjologicznej aktywności litu w tkankach roślin wyższych oraz cytomorfologicznej tolerancji tego pierwiastka przez wybrane gatunki warzyw.
Lit
jest
przyrodniczym,
metalem
alkalicznym,
charakteryzującym
się
powszechnie
wysoką
występującym
aktywnością
w
środowisku
chemiczną.
Aktualnie
pierwiastek ten nie jest zaliczany do składników mineralnych, niezbędnych w procesie
prawidłowego wzrostu i rozwoju wszystkich gatunków roślin wyższych, a wiedza o jego
biologicznej aktywności w roślinach jest znikoma. Wiadomo, że śladowe ilości pierwiastka
w organizmie są niezbędne do życia ludzi i zwierząt, ze względu na jego korzystny wpływ na
układ krwiotwórczy i przywracanie równowagi mineralnej ustroju. W diecie człowieka
śladowe ilości litu są pożądane, gdyż jego brak może zakłócać metabolizm białek i zdolności
reprodukcyjne. Stwierdzono, że zwiększona jego zawartość w wodzie pitnej może wpływać
korzystnie na układ krążenia i przeciwdziałać chorobie wieńcowej. Podlega on koncentracji
w emalii zębów i przypuszczalnie zapobiega próchnicy. Wpływ pierwiastka odnotowano
również
w
przeciwdziałaniu
niektórym
chorobom
o
podłożu
psychicznym.
W przeciwieństwie do aktywności biologicznej litu w organizmach zwierzęcych i ludzkich,
w roślinach funkcje te są słabo zbadane. Zasadne jest więc ich określenie, zwłaszcza
w roślinach popularnych w diecie ludzi. Istnieje przy tym również konieczność określenia
ubocznego oddziaływania pierwiastka na jakość biologiczną plonu. Szacuje się, że ilość
pierwiastka pobieranego dziennie przez człowieka, wraz z żywnością i napojami w USA to
650 – 3100 µg (średnio 2000 µg), a w Chile nawet 10000 µg, zaś dawka rekomendowana dla
różnych krajów to 1000 µg. Biofortyfikacja warzyw i suplementacja żywności w pierwiastki
śladowe, do których należy także lit, mające korzystny wpływ na zdrowie człowieka (takich
jak selen i jod), jest coraz powszechniejsza. Powstaje zatem pytanie, jakie ilości litu
w środowisku odżywczym mogą tolerować rośliny użytkowe, jak wpływa on na
kształtowanie procesów fizjologiczno – biochemicznych i cytologicznych w roślinach oraz
1
jakie jego ilości mogą gromadzić rośliny w częściach konsumpcyjnych bez objawów
fitotoksyczności, stanowiąc źródło tego śladowego pierwiastka w diecie.
Uwzględniając powyższe informacje, uznano za zasadne przeprowadzenie badań
mających na celu określenie aktywności fizjologicznej pierwiastka w zależności od jego
dostępnej formy, pH pożywki, zawartości innych kationów w środowisku odżywczym oraz
określenie cyto-morfologicznej tolerancji warzyw na lit.
Materiał doświadczalny stanowią sałata masłowa (Lactuca sativa var. capitata) odm.
Justyna, szpinak (Spinacia oleracea) odm. Matador 30 oraz ogórek (Cucumis sativus) odm.
Polan F1. Za kryterium doboru roślin do badań wzięto pod uwagę brak informacji o naturalnej
zawartości litu w tych gatunkach, stanowiących popularne warzywa konsumpcyjne, obecne
na rynku prawie cały rok.
Doświadczenia prowadzono w fitotronie, metodą kultur wodnych, w stałych,
optymalnych dla badanych gatunków warunkach środowiska zewnętrznego. Na całość
eksperymentu składają się doświadczenia, zróżnicowane schematycznie pod względem
stężenia i formy litu, składu kationowego pożywki i pH środowiska. Cel badań starano się
zrealizować w oparciu o fizjologiczno-biochemiczne parametry korzeni i liści/ części
nadziemnych, warunkujące tzw. żywotność, wysokość i jakość plonu, wskaźniki określające
aktywność biologiczną pierwiastka, w tym progi fitotoksyczności oraz analizy cytologiczne.
Uzyskane wyniki badań, wskazują, że zróżnicowana zawartość litu w środowisku
wzrostu badanych gatunków, oddziałuje na nie zależnie od gatunku i organu rośliny.
Wykazano, że lit w niskich dawkach jest pierwiastkiem pożądanym dla badanych gatunków.
Ponadto stwierdzono, że wzmożone żywienie roślin litem wpływa na akumulację pierwiastka
w tkankach warzyw, która jest uzależniona od stosowanej jego formy, pH podłoża oraz
gatunku i organu rośliny, określono także fitotoksyczne dla badanych gatunków dawki
pierwiastka.
Biorąc pod uwagę, że lit wykorzystywany jest w wielu gałęziach przemysłu istotne
jest poznanie dawek progowych pierwiastka oraz charakterystycznych objawów jego
fitotoksyczności, co może być pomocne przy określaniu i monitoringu obszarów
zanieczyszczonych metalem. Ponadto istotne jest określenie wrażliwości na ten pierwiastek
różnych gatunków oraz wyznaczenie roślin wskaźnikowych.
2