The effect of a growth regulator Ribav-Extra on winter wheat seedlings exposed to heavy metals

Abstract

Tirta natūralaus augimo reguliatoriaus Ribav-Extra ir sunkiųjų metalų (SM) jonų – Pb2+, Cu2+, Zn2+, bei Ni2+ – įtaka žieminio kviečio (Triticum aestivum L.) veislės ‘Mironovskaya 808’ fiziologiniams ir biocheminiams rodikliams. Žieminių kviečių sėklos buvo paveiktos Ribav-Extra (10 ppm) ir 7 dienas augo sunkiųjų metalų druskų tirpaluose (10 μM arba 1 mM), po to įvertintas sunkiųjų metalų kaupimasis augaluose, augalų augimas, superoksido anijonų (• O2 − ) gamyba, lipidų peroksidacija, katalazės ir askorbato peroksidazės aktyvumas. Nustatyta, kad 1 mM SM tirpalas augimo terpėje padidino sunkiųjų metalų kaupimąsi žieminiuose kviečiuose ir slopino šaknų bei ūglių augimą. Ir mažos, ir didelės sunkiųjų metalų koncentracijos kviečių daiguose paskatino • O2 − gamybą ir sukėlė oksidacinius pažeidimus. Beveik visų variantų augaluose sunkiųjų metalų toksinis poveikis sustiprėjo esant didesnėms koncentracijoms. Sėklų apdorojimas Ribav-Extra prieš sėją mažino sunkiųjų metalų poveikį žieminių kviečių daigams, slopino jų sukeltą oksidacinį stresą, mažino • O2 − gamybą, lipidų peroksidacijos intensyvumą ir katalazės aktyvumą. Tai rodo, kad sunkiųjų metalų poveikiui buvo atsparesni augimo reguliatoriumi Ribav-Extra apdoroti žieminių kviečių daigai nei neapdoroti

We studied the influence of a natural plant growth regulator Ribav-Extra and ions of heavy metals (HM) Pb2+, Cu2+, Zn2+ and Ni2+ on the physiological and biochemical indices of the winter wheat (Triticum aestivum L. ) cultivar ‘Mironovskaya 808’. The seeds of wheat were treated with Ribav-Extra (10 ppm) and grown for 7 days on heavy metal salt solutions (10 μM or 1 mM). After that we recorded heavy metals accumulation, growth, generation of superoxide anion (• O2 − ), lipid peroxidation (LPO), and catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APOX) activity. It was found that 1 mM of HM in growth media increased heavy metals accumulation in wheat plants and inhibited the growth of roots and shoots. Both low and high concentrations of heavy metals stimulated • O2 − production and oxidative damage in wheat seedlings. In most treatments, the toxic effect of heavy metals enhanced at higher concentration of metals. Pre-sowing treatment of seeds with Ribav-Extra decreased the negative impact of heavy metals by reducing oxidative stress which led to suppressed • O2 − generation, lipid peroxidation intensity and catalase activity. This suggests that the wheat plants, whose seeds had been treated with Ribav-Extra, were more heavy metal-resistant than the untreated ones