Effect of heavy metal ions on Norway spruce embryos

Ing. Dragana Ðorðević

Master's thesis

Vliv iontů těžkých kovů na embryích smrku ztepilého

Abstract:

Cílem této práce je hodnocení vlivu mědi a arzenu na raná somatická embrya (RSE) smrku ztepilého. Byly použity různé koncentrace v průběhu 14ti dnů proliferační periody. Vliv nižších koncentrací mědi zvyšovala růst RSE na rozdíl od vyšších koncentrací, kde byl růst zpomalen. Arzen v koncentracích 50, 250 a 500 uM ukázal vysokou toxicitu a po 14 dnech veškerá embrya odumřela. V experimentech s nižšími koncentracemi (10 a 25 uM), kontrola vykazovala nejvyšší proliferační poměr, zatímco RSE měla nevýznamný rozdíl růstu. Buněčná linie I-1-3 měla vyšší poměr proliferace a vytvářena vice somatických embryi v průběhu maturace v porovnání s buněčnou linií III-3-3. Po maturaci bylo pozorováno určité množství abnormalit u kotelydonárních embryí. Smrk ztepilý jako jehličnan patří k nejvíce rozšířeným smrkům v Evropě s vysokým ekonomickým významem. Znečištění životního prostředí je velmi důležitým tématem, které nesmí být opomíjeno v žádných diskuzích. Pochopení vztahu dvou těžkých kovů a jejich vlivu na somatickou embryogenezi je základním nástrojem při testování a hledání nových odolných buněčných linií smrku ztepilého.

Abstract:

Aim of this work was to evaluate effect of copper and arsenic on Norway spruce embryogenic cell masses (ECMs) in different concentrations during 14 days proliferation period but as well during maturation and germination stages. Copper in lower concentrations increased the growth of ECMs while in higher concentrations growth was inhibited. Arsenic in concentrations 50, 250 and 500 uM showed very high toxicity and after 14 days proliferation period all ECMs were dead. In experiments with lower concentrations (10 and 25 uM), control had highest proliferation ratio while arsenic had insignificant difference on growth. Cell line I-1-3 had higher proliferation ratio and produced more somatic embryos during maturation in comparison with cell line III-3-3, respectively. After maturation certain number of abnormally developed cotyledonary somatic embryos was obtained. Norway spruce as a fast growing conifer tree is one of the most widely planted spruces and one of the most economically important species in Europe. The results of this thesis can help to understand effect of two tested metals on somatic embryogenesis but as well can be used for investigation of two tested clones in polluted soils.

Keywords

měď, arzen, somatická embryogeneze, proliferace, maturace, germinace

Keywords

copper, somatic embryogenesis, arsenic, proliferation, maturation, germination

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: MVDr. Ing. Václav Trojan, Ph.D.
• Reader: Zuzana Vondráková, externi

Mendel University in Brno

Faculty of Agronomy

Master programme / field:
Agricultural Specialization / Agroecology