Armeria maritima — gatunek roślin przystosowany do wzrostu na glebach skażonych metalami ciężkimi

• Authors: Agnieszka Abratowska

Title variants

EN

Armeria maritima — the plant species adapted to growth on soils polluted by heavy metals

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

EN

Armeria maritima plants grow on unpolluted sandy soils and on soils strongly polluted by heavy metals. The heavy metal resistant ecotype of this species occurs in Poland on zinc-lead waste heaps in the Olkusz ore-mining region. In plants occurring on such polluted soils the mechanisms of resistance against toxic influence of heavy metals have been developed. In this article the mechanism of heavy metal resistance, divided into two main groups — avoiding of and tolerant to heavy metals — in A. maritima are discussed. So far, in this plant the following mechanisms of resistance have been described: (1) at the organism level — immobilization of a great part of heavy metals in roots (with a significant role of root endodermis), accumulation of heavy metals in oldest leaves followed by its fall (detoxification of the aboveground part of plant), accumulation of heavy metals in trichomes and their removal through salt glands of leaf epidermis, (2) at the cellular and ultra structural level — possible role of polyhydroxyphenolic compounds in vacuoles of idioblasts, storage in cell walls and vacuoles (compartmentation), moreover, tolerance mechanisms such as induction of heat shock proteins in cytoplasm.

• Journal: Kosmos
• Year: 2006
• Volume: 55
• Issue: 2-3
• Pages: 217-227

Dates

published

2006

Contributors

author

Agnieszka Abratowska

• Zakład Ekotoksykologii Wydział Biologii Uniwersytet Warszawski, Miecznikowa 1, 02-096 Warszawa, Polska

References

• Antosiewicz D. M., 1992. Adaptations of plants to an environment polluted with heavy metals. Acta Societatis Botanicorum Poloniae 61, 281-299.
• Antosiewicz D. M., Wierzbicka M., 1999. Localization of lead in Allium cepa L. cells by electron microscopy. J. Microsc. 195, 139-146.
• Baker A. J. M., 1987. Metal tolerance. New Phytologist 106 (Suppl.), 91-111.
• Baranowska-Morek A., 2003. Roślinne mechanizmy tolerancji na toksyczne działanie metali ciężkich. Kosmos 52, 283-298.
• Baranowska-Morek A., Wierzbicka M., 2004. Localization of lead in root tip of Dianthus carthusianorum. Acta Biologica Cracoviensia, Series Botanica 46, 45-56.
• Choi Y.-E., Harada E., Wada M., Tsuboi H., Morita Y., Kusano T., Sano H., 2001. Detoxification of cadmium in tobacco plants: formation and active excretion of crystals containing cadmium and calcium through trichomes. Planta 213, 45-50.
• Clemens S., Palm green M. G., Krämer U. 2002. A long way ahead: understanding and engineering plant metal accumulation. Trends Plant Sci. 7, 309-315.
• Dahma ni-Müll er H., Van Oort F., Gélie B., Bala bane M., 2000. Strategies of heavy metal uptake by three plant species growing near a metal smelter. Environ. Pollut. 109, 231-238.
• Dobrzańska J., 1955. Badania florystyczno-ekologiczne nad roślinnością galmanową okolic Bolesławia i Olkusza. Acta Societatis Botanicorum Poloniae 24, 357-500.
• Ernst W. H. O., 1998. Effects of heavy metals in plants at the cellular and organismic level. [W]: Exotoxicology. Ecological fundamentals, chemical exposure and biological effects. Schüürmann G., Markert B. (red.). John Wiley & Sons, Inc. and Spektrum Akademischer Verlag.
• Godzik B., 1984. Tolerancja wybranych gatunków roślin na metale ciężkie. Praca doktorska, Instytut Botaniki PAN, Kraków.
• Grodzińska K., Szarek-Łukaszewska G., 2002. Hałdy cynkowo-ołowiowe w okolicach Olkusza - przeszłość,
• teraźniejszość i przyszłość. Kosmos 51, 127-138.
• Gutiérrez-Alcal á G., Gotor C., Meyer A. J., Fricker M., Vega J. M., Romero L. C., 2002. Glutathione biosynthesis in Arabidopsis trichome cells. Plant Biology 97, PNAS, 11108-11113.
• Heuma nn H.-G., 2002. Ultrastructural localization of zinc in zinc-tolerant Armeria maritima subsp. halleri by autometallography. J. Plant Physiol. 159, 191-203.
• Kopcewicz J., Lewak S. (red.), 2002. Fizjologia roślin. PWN, Warszawa.
• Küpp er H., Zhao F. J., Mcgrath S. P., 1999. Cellular compartmentation of zinc in leaves of the hyperaccumulator Thlaspi caerulescens. Plant Physiol. 119, 305-311.
• Köhl K. I. 1997. Do Armeria maritima (Mill.) Willd. ecotypes from metalliferous soils and non-metalliferous soils differ in growth response under Zn stress? A comparison by a new artificial soil method. J. Exp. Botan. 48, 1959-1967.
• Lavid N., Barkay Z., Tel-or E., 2001a. Accumulation of heavy metals in epidermal glands of the waterlily (Nymphaceae). Planta 212, 313-322.
• Lavid N., Schwartz A., Yarden O., Tel-or E., 2001b. The involvement of polyphenols and peroxidase activities in heavy-metal accumulation by epidermal glands of the waterlily (Nymphaceae). Planta 212, 323-331.
• Lefevbre C., 1974. Population variation and taxonomy in Armeria maritima with special reference to heavy-metal tolerant populations. New Phytologist 73, 209-219.
• Mirek Z., Piękoś-mirkowa H., Zając A., Zając M., 2002. Flowering plants and pteridophytes of Poland. A checklist. Instytut Botaniki PAN, Kraków.
• Neuma nn D., Zur Nieden U., Lichtenberger O., Leopold I., 1995. How does Armeria maritima tolerate high heavy metal concentrations? J. Plant Physiol. 149, 704-717.
• Pawłowski B. (red.), 1963. Flora Polska. Rośliny naczyniowe Polski i ziem ościennych. Tom X. Instytut Botaniki PAN. PWN, Warszawa.
• Rutkowski L., 1998. Klucz do oznaczania roślin naczyniowych Polsk niżowej. PWN, Warszawa.
• Sal t D. E., Prince R. C., Pickering I. J., Raskin I., 1995. Mechanisms of cadmium mobility and accumulation in Indian mustard. Plant Physiol. 109, 1427-1433.
• Słysz A., Wierzbicka M. H., 2005. Przystosowania roślin Armeria maritima do wzrostu w środowisku skażonym metalami ciężkimi. [W:] Obieg pierwiastków w przyrodzie. Monografia. Tom III. Gworek B. (red.). Instytut Ochrony Środowiska, 629-636.
• Szafer W., 1946. Rodzaj Armeria w Polsce. Acta Societatis Botanicorum Poloniae; XVII, 1, Polskie Towarzystwo Botaniczne.
• Szafer W., Kulczyński S., Pawłowski B., 1986. Rośliny polskie. Klucz do oznaczania wszystkich gatunków roślin naczyniowych rosnących w Polsce bądź dziko, bądź też zdziczałych lub częściej hodowanych. Część II, PWN, Warszawa.
• Szafer W., Zarzycki K. (red.), 1972. Szata roślinna Polski. PWN, Warszawa.
• Szarek-Łukaszewska G., Niklińska M., 2002. Concentration of alkaline and heavy metals in Biscutella laevigata L. and Plantago lanceolata L. growing on calamine spoils (S. Poland). Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica 44, 29-38.
• Szarek-Łukaszewska G., Słysz A., Wierzbicka M., 2004. Response of Armeria maritima (Mill.) Willd. to Cd, Zn and Pb. Acta Biologica Cracoviensia, Series Botanica 46, 19-24.
• Szweykowska A., Szweykowski J., 2004. Botanika. Tom 1. Morfologia. PWN, Warszawa.
• Tutin T. G., Heywood V. H., Burges N. A., Moore D. M., Val entine D. H., Wal ters S. M., Webb D. A. (red.), 1972. Flora Europaea. Diapensiaceae to Myoporaceae. Cambridge University Press.
• Wierzbicka M., 1987a. Lead translocation and localization in Allium cepa roots. Canad. J. Botan. 65, 1851-1860.
• Wierzbicka M., 1987b. Lead accumulation and its translocation barriers in roots of Allium cepa L. — autoradiographic and ultrastructural studies. Plant, Cell Environ. 10, 17-26.
• Wierzbicka M., 1995. Oddziaływanie metali ciężkich na rośliny. Kosmos 44, 639-651.
• Wierzbicka M., 1998. Lead in the apoplast of Allium cepa L. root tips - ultra structural studies. Plant Sci. 133, 105-119.
• Wierzbicka M., 2002. Przystosowanie roślin do wzrostu na hałdach cynkowo-ołowiowych okolic Olkusza. Kosmos 51, 139-150.
• Wierzbicka M., Panufnik D., 1998. The adaptation of Silene vulgaris to growth on a calamine waste heaps (S Poland). Environ. Pollut. 101, 415-426.
• Wierzbicka M., Pielichowska M., 2004. Adaptation of Biscutella laevigata L., a metal hyperaccumulator, to groth on a zinc-lead waste heap in southern Poland. Differences between waste - heap and mountain populations. Chemosphere 54, 1663-1674.
• Wierzbicka M., Rostański A., 2002. Microevolutionary changes in ecotypes of calamine waste heap vegetation near Olkusz, Poland: a review. Acta Biologia Cracoviensia, Series Botanica 44, 7-19.
• Wierzbicka M., Słysz A., 2005. Does Armeria maritima subsp. halleri (Plumbaginaceae) occur in Poland? Polish Botanical Studies 19, 105-117.
• Wierzbicka M., Szarek-Łukaszewska G., Grodzińska K., 2004. Highly toxic thallium in plants from the vicinity of Olkusz (Poland). Ecotoxicol. Environ. Safety 59, 84-88.
• Wójcik M., 2000. Fitoremediacja - sposób oczyszczania środowiska. Kosmos 49, 135-148.
• Zając A., Zając M. (red.), 2001. Atlas rozmieszczenia roślin naczyniowych w Polsce. Pracownia Chorologii Komputerowej, Instytut Botaniki UJ, Kraków.
• Załęcka R, Wierzbicka M., 2002. The adaptation of Dianthus carthusianorum to growth on a calamine waste heap. Plant Soil 246, 249-257.