Impact of substrate acidity and heavy metals (Cu, Cd) on pea plants growth and pollen germination

Abstract

Žemės ūkio augalai dengia pusę Lietuvos teritorijos ir yra svarbūs ne tik ekonominiu, bet ir ekologiniu, socialiniu ir net estetiniu požiūriais. Žemės ūkio augalų derlingumo didėjimas yra viena esminių ir labiausiai laukiamų pastarojo šimtmečio Lietuvos ūkio plėtros tendencijų. Tačiau, didėjant žemės ūkio augalų derlingumui, intensyvėja maisto medžiagų ir energijos apykaita, labiau teršiama aplinka, o tai pasireiškia dirvų rūgštėjimu, humuso kiekio mažėjimu, sunkiųjų metalų tarša ir kt. Tyrimai vykdyti siekiant nustatyti substrato rūgštumo ir sunkiųjų metalų (Cu, Cd) kompleksinį poveikį žirnių šaknų sistemos ir antžeminės dalies formavimo ypatumams bei gametofito gyvybingumui. Darbas atliktas LŽŪU Genetikos ir biotechnologijos laboratorijoje ir LSDI fitotrone modeliuojamomis sąlygomis su sėjamojo žirnio (Pisum sativum L.) veisle ‘Profi’. Nustatyta, kad žirnių šaknų meristemos mitozinį aktyvumą labiausiai slopino Cd jonai, o žiedadulkių daigumą – Cu jonai. Trumpalaikis rūgšties poveikis sužadindavo adaptyvumo mechanizmus žirniuose, todėl vėliau augalai būdavo atsparesni rūgščiųjų teršalų bei sunkiųjų metalų poveikiui

The aim of the study was to estimate the complex impact of heavy metals (Cu, Cd) and substrate acidity on pea (Pisum sativum L.) root system, development process of the overground part, and pollen germination. Experiments with the pea (Pisum sativum L.) cultivar ‘Profi’ were performed at the Laboratory of Genetics and Biotechnology at the Lithuanian University of Agriculture and in the phytotron complex at the Lithuanian Institute of Horticulture. Pea root meristem mitotic activity was most suppressed by Cd ions and pollen germination by Cu ions. Short-term pretreatment with acid induced the adaptation mechanism in pea plants and contributed to a higher resistance to the impact of acidic pollutants and heavy metals