Συμπεριφορά ιαπωνικής μουσμουλιάς υπό συνθήκες αυξημένης αλατότητας

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να μελετηθεί η συμπεριφορά των φυτών της Ιαπωνικής μουσμουλιάς υπό συνθήκες αλατότητας. Για τον λόγο αυτό πραγματοποιήθηκαν δύο πειράματα σε υαλόφρακτο θερμοκήπιο που βρίσκεται στο δενδροκομείο του Γεωπονικού Πανεπιστήμιου Αθηνών. Στο πείραμα Α μελετήθηκε η επίδραση διαφόρων επιπέδων αλατότητας (0, 6, 12, 24, 48 mM NaCl) χορηγουμένων υδροπονικά στην πρόσληψη, στις συγκεντρώσεις και στην κατανομή των Na, Cl και K σε φυτά ιαπωνικής μουσμουλιάς, καθώς και στις συγκεντρώσεις των διαλυτών υδατανθράκων, του αμύλου, της προλίνης, του υπεροξειδίου του υδρογόνου και της μαλονικής διαλδεΰδης. Στο πείραμα Β τα φυτά αναπτύχθηκαν επίσης υδροπονικά με διαλύματα που περιείχαν είτε 0 mM NaCl (μάρτυρας) είτε 80 mM NaCl (αλατότητα). Διερευνήθηκε η απόκρισή τους σε ότι αφορά τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων, τις συγκεντρώσεις των διαλυτών υδατανθράκων, του αμύλου, της μαλονικής διαλδεΰδης, της προλίνης και του υπεροξειδίου του υδρογόνου στα φύλλα και την ανατομική και μορφομετρική μελέτη των φύλλων. Υπό συνθήκες αλατότητας, το βάρος των φύλλων μειώθηκε όπως και το συνολικό μήκος των βλαστών, ενώ δεν επηρεάστηκε το βάρος των βλαστών και ο αριθμός των φύλλων ανά φυτό. Η συγκέντρωση του Cl^- υπό συνθήκες αλατότητας ήταν αυξημένη στα φύλλα και στους βλαστούς, ενώ ο λόγος της ποσότητας του Cl (Υπέργειο/Ρίζα) μειώθηκε. Η συγκέντρωση του Cl^- στους επι μέρους ιστούς μειώθηκε από την ρίζα προς τα φύλλα, υποδηλώνοντας την ύπαρξη μηχανισμού ελέγχου της μεταφοράς του. Το 〖Να〗^+ συσσωρεύτηκε κυρίως στις ρίζες και στα φύλλα. Ο λόγος της ποσότητας του Na^+ (Υπέργειο/Ρίζα), γεγονός που ενδεχομένως υποδεικνύει τον περιορισμό του Na^+ στην ρίζα. Η συγκέντρωση του Κ^+ υπό συνθήκες αλατότητας μειώθηκε μόνο στους βλαστούς. Επίσης, ο λόγος της ποσότητας 〖 Κ〗^+ (Υπέργειο/Ρίζα) μειώθηκε. Ο λόγος 〖των συγκεντρώσεων Κ〗^+/〖Να〗^+ σε φύλλα, βλαστούς και ρίζες μειώθηκε, γεγονός υποδηλώνει την ευαισθησία της ιαπωνικής μουσμουλιάς στην αλατότητα. Από την ανατομική μελέτη των φύλλων προέκυψε πως σε συνθήκες αλατότητας αν και δεν επηρεάστηκε το πάχος των φύλλων, αυξήθηκε το πάχος του σπογγώδους παρεγχύματός τους. Επιπλέον, αυξήθηκε το μέγεθος και ο αριθμός των ελαιοσταγονιδίων. Σε συνθήκες αλατότητας, επηρεάστηκε αρνητικά ο ρυθμός φωτοσύνθεσης, η στοματική αγωγιμότητα και ο ρυθμός διαπνοής ενώ δε μεταβλήθηκε το μεσοκυττάριο CO_2. Στα φύλλα της ιαπωνικής μουσμουλιάς, τα κύρια σάκχαρα ήταν η σακχαρόζη και η σορβιτόλη ενώ σε κατά πολύ μικρότερες συγκεντρώσεις αυτών βρέθηκαν η γλυκόζη, η φρουκτόλη και η μαννιτόλη. Υπό συνθήκες αλατότητας, μειώθηκαν οι συγκεντρώσεις της σακχαρόζης και της σορβιτόλης, αυξήθηκαν της γλυκόζης και της φρουκτόζης και δεν επηρεάστηκαν αυτές του αμύλου. Η υψηλή συγκέντρωση της μαλονικής διαλδεΰδης (MDA) στα φύλλα υποδηλώνει σημαντικές καταστροφές στις κυτταρικές τους μεμβράνες, πιθανόν λόγω έντονης οξειδωτικής καταπόνησης (υψηλή συγκέντρωση του υπεροξειδίου του υδρογόνου), υπό συνθήκες αλατότητας. Παράλληλα, όμως, παρατηρήθηκε αύξηση του υπεροξειδίου του υδρογόνου (Η2Ο2) αλλά και της προλίνης, ενός μορίου με αντιοξειδωτικό ή/και ωσμοπροστατευτικό ρόλο.

The purpose of this dissertation was to study the behavior of the plants of loquat plants under salinity conditions. For this reason, two experiments were conducted in greenhouse glazing located in the arboretum of the Agricultural University of Athens. In experiment A, the effect of different levels of salinity (0, 6, 12, 24, 48 mM NaCl) granted hydroponic recruiting, the concentrations and distribution of Na, Cl and K in loquat plants, and the concentrations of soluble carbohydrates, starch, proline, hydrogen peroxide and malondialdehyde. In experiment B, plants grown hydroponically too with solutions containing either 0 mM NaCl (control) or 80 mM NaCl (salinity). Investigated their response with regard to the photosynthetic activity of leaves, the concentrations of soluble carbohydrates, starch, malondialdehyde, proline and hydrogen peroxide in leaves and leaf anatomy and morphometry. Under conditions of salinity the weight of leaves and the total length of shoots decreased while the weight of shoots and number of leaves were unaffected. The concentration of Cl^- on loquat plants under salinity conditions was increased in leaves and stems, while the ratio of Cl (Stem/Root) decreased. Concentration of Cl^- in individual tissues was reduced from root to leaves, indicating the existence of a transmission control mechanism. The concentration of 〖Να〗^+ was mainly accumulated in the roots and leaves of loquat plants under salinity conditions. The ratio of 〖Να〗^ (Stem/Root) increased, probably due to a potential restriction mechanism of 〖Να〗^+ in root. The concentration of K^+ under salinity conditions decreased only in shoot. Moreover, the ratio K^+ (Stem/Root) was reduced. The ratio of Κ^+/〖Να〗^+ in leaves, stems and roots decreased, which likely marks the sensitivity of loquat plants in salinity. The anatomical study of leaves showed that even though salinity conditions did not affect the thickness of leaves, did increase the thickness of spongy parenchyma. In addition the size and number of oil grains were increased. Under high salinity conditions the rate of photosynthesis, stomatal conductance and transpiration rate were negatively affected while the intercellular CO_2 did not change. In loquat plants leaves the glusides with high concentrations were sucrose and sorbitol while glucose, fructose and mannitol followed with extremely lower concentrations. Under high salinity conditions the concentrations of sucrose, sorbitol were decreased the concentrations of glucose and fructose were increased and the starch concentration was not affected. High concentration of MDA in leaves is indicative of the distraction of cell membranes of loquat plants leaves, probably due to oxidative stress (high concentration of hydrogen peroxide) caused by high salinity conditions. At the same time high concentrations of hydrogen peroxide and proline were observed, proline is a molecule with an antioxidant and / or osmotic protection role.