AbstractComparisons were made betwe

Abstract
Comparisons were made between the content of Al, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb, Sb and Zn in thalli of the lichen Xanthoria parietina and selected physiological processes. Assimilation pigments, activity of photosystem II, parietin, reactive substances produced using thiobarbituric acid (TBA) and CO2 gas exchange were measured in order to assess tolerance to atmospheric sources of pollution. As expected, lichen thalli accumulated high amounts of the measured elements in relation to distance from pollution sources in Košice, Slovak Republic (US Steel factory and vehicular traffic in the city center). However, except for TBA reactive substances production and to some extent CO2 gas exchange at the most polluted station, none of the tested physiological parameters showed a clear correlation between accumulation of elements and physiological damage. This reflected a high degree of pollution tolerance in this lichen and corresponded with its high abundance in Košice.

Keywords
Air pollutionChlorophyll a and bChlorophyll a fluorescenceCO2 gas exchangeLichensMetal contentMetal toleranceMonitoringParietinThiobarbituric acid reactive substances
1 Introduction
Due to lack of roots, mineral nutrition of lichens depends mainly on an atmospheric input. This, together with their ability to accumulate more mineral elements than they actually need make lichens one of the best bioindicators of air pollution (Carreras and Pignata, 2007).

Although the majority of lichens are sensitive to pollutants in the environment, some are able to survive on substrates rich in heavy metals (Purvis and Halls, 1996). Additionally, differential sensitivity to pollutants has led to production of pollution scales based on delimitation of zones characterized by specific lichen flora (Hawksworth and Rose, 1970). The lichen Xanthoria parietina is a common lichen of urban areas and one of the most widely utilized lichen species in European biomonitoring programes, along other species such Hypogymnia physodes and Parmelia sulcata (Nimis et al., 2001). X. parietina presents a large contact surface for atmospheric pollutants and is able to accumulate high amounts of heavy metals in polluted areas (Scerbo et al., 1999; Scerbo et al., 2002; Cuny et al., 2004). Frati et al. (2007) found that nitrophilous lichen species X. parietina thalli accumulated nitrogen (up to 2.4% dry weight) around a pig stockfarm. However, it did not show visible signs of injury, which can correlate with increased tolerance of this species to NH3 pollution.

Although tolerance of X. parietina has been known for a long time (Hawksworth and Rose, 1970), mechanisms conferring metal tolerance are poorly understood. Sanità di Toppi et al., 2004 and Sanità di Toppi et al., 2005 found complex responses of X. parietina to short-term, environmentally relevant concentrations of Cr and Cd. They found apoplastic immobilization of metals by the outer part of the cell walls, increased levels of ascorbic acid, decreased concentrations of reduced glutathione and increased guaiacol peroxidase activity. Although no changes in malondialdehyde (MDA) content were detected with Cr treatments, reflecting protection of biological membranes of lichen thalli, the presence of Cd caused increased MDA formation due to peroxidation of membrane lipids. Pawlik-Skowrońska et al. (2002) found that lichen thalli synthesize low molecular weight thiol peptides (phytochelatins) in response to some heavy metals (Cd, Pb, Zn).

Correlation between high concentrations of some elements including heavy metals and altered physiological processes has been confirmed in previous studies (Garty et al., 2002 and references therein). Chlorophyll degradation and altered assimilation pigments of lichens in the field as well as the laboratory has been previously correlated with the presence of metals (Garty et al., 1985; Chettri et al., 1998; Bačkor and Zetíková, 2003). Measurement of activity of photosystem II of algal partner is frequently employed to assess the physiological status of lichens (Branquinho et al., 1997; Garty et al., 2000; Bačkor and Fahselt, 2004). Respiratory rate and photosynthesis are changed in response to air pollution (Bartók et al., 1992). However, comparative analyses of elemental content and rate of lichen photosynthesis and respiration are rare.

Metal binding properties of secondary metabolites such as usnic acid, which are synthesized in considerable amounts (Fahselt, 1994), have been studied by synthetic and spectroscopic methods. As the structure of copper (II) complexes was established by X-ray diffraction (Takani et al., 2002), the possibility of a protective role for secondary metabolites against heavy metals in situ within thalli requires further study.

Heavy metals at the cellular level are often involved in oxidative stress resulting from the production of reactive oxygen species (ROS). In plants as well as lichens lipid peroxidation is usually quantified by increased levels of MDA which forms a colored product with thiobarbituric acid (TBA) (Monnet et al., 2006).

Bačkor et al. (2003) used lichen monitoring for assessment of air pollution levels within the city of Košice in the Slovak Republic. They found two significant sources of pollution, an area close to US Steel factory and the city center characterized by vehicular traffic. Of 17 taxa recorded, X. parietina was one of the most abundant and one of the few foliose species capable of growing near the steel factory.

Due to heavy metal tolerance in X. parietina, the major objective of this study was to compare the elemental content in thalli of X. parietina with physiological parameters indicating viability, such as content of assimilation pigments, activity of photosystem II, content of secondary metabolites, TBARS and CO2 gas exchange reflecting photosynthesis and respiration.

2 Material and methods
2.1 Study area
The present study was conducted in east Slovakia in Košice city and the control site was “Prakovce”, a small village with diverse lichen flora more than 30 km to the northeast. Košice has a population of 240,000 (area 24,382 ha) and is Slovakia's second largest city. It lies in the valley of the river Hornád in the Košice basin, and is encircled by the spurs of the Čierna Hora mountains to the north and Volovské Vrchy hills to the west. The city is industrially active with metallurgy being the principal basis for industry. The company United States Steel (formerly VSŽ) has more than 15,000 workers and is one of the most important producers of atmospheric sulfur dioxide and heavy metals in Slovakia.

Mean annual temperature is 9.5 °C and prevailing winds are from north to south, with average annual rainfalls of 647 mm, which is concentrated in autumn and winter. Lichens were used to monitor air pollution in Košice in a previous study (Bačkor et al., 2003).

2.2 Lichen sampling
During the autumn of 2005, thalli of the foliose lichen X. parietina (L.) Th. Fr. were collected at 16 sampling sites within and near Košice city (Table 1). Localities were selected in relation to distances from two known sources of air pollution, the US Steel factory and city center (Bačkor et al., 2003). “Prakovce” was chosen as control site due to its relatively diverse lichen flora consisting of epiphytes characteristic of relatively unpolluted zones 6 and 7 (Hawksworth and Rose, 1970; Bačkor et al., 2003). This species was chosen because of its known tolerance to air pollution, its frequency in the study area, its ease of collection and its large surface exposed to atmospheric pollutants (Scerbo et al., 1999).

Table 1. Description of Xanthoria parietina sampling stations (from north to south)

Site number Site name Remarks Distance from city center (km) Distance from US Steel (km) 1 Prakovce Relatively air unpolluted area, valley near village, rich on epiphytes from zones 6 and 7 (Hawksworth and Rose, 1970), estimated mean winter SO2 40–50 μg/m3 30.0 32.5 2 Družstevná Village outside of city, rural, suburban area, north of city center 8.2 18.2 3 Kavečany Peripheral part of city, NW of center 7.1 16.3 4 Sídl. Darg. Hrdinov Urban part of city, NE of center 2.8 13.1 5 Botanical Garden Large and close area with high diversity of trees, NW of center 1.8 11.5 6 City center 1 Urban area in city center 0.0 10.6 7 City center 2 Urban area in city center 0.0 10.6 8 Bukovec Suburban closed area near water reservoir, west of city center 7.5 9.9 9 Západ Urban area, west of city center 1.7 9.9 10 Južná Trieda Urban, industrial area, south of city center 2.3 9.2 11 Krásna nad Hornádom Urban, SE of city center 7.4 9.9 12 Poľov Urban, SW from city center 7.4 3.9 13 Ludvíkov Dvor Sparsely inhabited area, south from city center 9.9 1.1 14 Šaca Urban area, south of city center 11.5 1.9 15 US Steel Industrial area, south of city center 10.8 0.0 16 Dubky Peripheral part of city, SW of center 16.0 6.5
All samples were collected on the trunks of Populus tremula L. solitaire trees at height of 1–1.5 m above ground level. Only the marginal parts of thalli (up to 1.5 cm from periphery) were used for metal analyses and subsequent physiological experiments as these would be no more than approximately five years old given an annual growth rate of 3–4 mm (Scerbo et al., 1999). This thus provided information on metal accumulation in the last five years in younger parts of the thallus which are metabolically more active (Bačkor and Zetíková, 2003).

Macroscopic foreign material adhering to lichen surfaces (mosses, soil particles, detritus) was removed with forceps and most physiological analyses were conducted within 2–5 days of collection. Elemental analysis was performed within 3 weeks.

2.3 Lichen element analysis
For the determination of metals (Al, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb, Sb, Zn) flame atomic absorption spectrometry was used. Lichen thalli were dried at 70 °C for 24 h and approximately 100 mg of dry material was digested in 3 ml of concentrated HNO

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อแปลงเปรียบเทียบระหว่างเนื้อหาของอัล ซีดี Cu, Fe, Mn, Pb, Sb และ Zn ใน thalli ของไลเคน Xanthoria parietina และเลือกกระบวนการสรีรวิทยา ผสมสี กิจกรรมของ photosystem II, parietin ปฏิกิริยาสารที่ผลิตโดยใช้กรด thiobarbituric (TBA) และแลกเปลี่ยนก๊าซ CO2 ถูกวัดเพื่อประเมินค่าเผื่อในบรรยากาศแหล่งที่มาของมลพิษ ตามที่คาดไว้ thalli ฝอยสะสมยอดสูงขององค์ประกอบวัดเกี่ยวกับระยะห่างจากแหล่งมลพิษใน Košice สโลวัก (เหล็กเราโรงงานและยานพาหนะคิรีจราจรในตัวเมือง) อย่างไรก็ตาม ยก เว้นการผลิตสารปฏิกิริยา TBA และก๊าซ CO2 บางขอบเขตแลกเปลี่ยนสถานีเสียมากที่สุด ไม่มีพารามิเตอร์สรีรวิทยาการทดสอบแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างสะสมขององค์ประกอบและความเสียหายที่สรีรวิทยา นี้สะท้อนให้เห็นระดับสูงของมลภาวะการยอมรับในไลเคนนี้ และ corresponded กับความอุดมสมบูรณ์สูงใน Košiceคำสำคัญเครื่อง pollutionChlorophyll การ และ bChlorophyll fluorescenceCO2 เป็นแก๊ส exchangeLichensMetal contentMetal toleranceMonitoringParietinThiobarbituric กรดปฏิกิริยาสารบทนำ 1ขาดราก โภชนาการแร่ของ lichens ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอินพุตบรรยากาศ นี้ พร้อมกับความสามารถในการสะสมองค์ประกอบแร่เพิ่มมากขึ้นกว่าที่พวกเขาจริงต้องทำ lichens หนึ่ง bioindicators ที่สุดของมลพิษทางอากาศ (Carreras และ Pignata, 2007)แม้ว่าส่วนใหญ่ของ lichens มีความไวต่อสารมลพิษในสิ่งแวดล้อม บางจะสามารถอยู่รอดบนพื้นผิวที่อุดมไปด้วยโลหะหนัก (Purvis และฮอลล์ 1996) นอกจากนี้ ความไวที่แตกต่างกับสารมลพิษได้นำไปผลิตมลภาวะสมดุลตามกำหนดเขตโซนโดยเฉพาะฝอยพืช (Hawksworth และ Rose, 1970) ไลเคน Xanthoria parietina เป็นฝอยทั่วไปของเขตเมืองหนึ่งกันอย่างแพร่หลายมากที่สุดใช้ชนิดไลเคนใน biomonitoring ยุโรป programes ตามชนิดอื่น ๆ เช่น Hypogymnia physodes และพาเมเลีย sulcata (Nimis และ al., 2001) X. อัพ parietina นำเสนอติดต่อพื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับสารมลพิษอากาศ และสามารถสะสมยอดเงินสูงของโลหะหนักในพื้นที่เสีย (Scerbo et al., 1999 Scerbo และ al., 2002 Cuny et al., 2004) Frati et al. (2007) พบว่า nitrophilous ไลเคนชนิด x. อัพ parietina thalli สะสมไนโตรเจน (ถึง 2.4% น้ำหนักแห้ง) สถาน stockfarm หมู อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้แสดงเห็นสัญญาณของการบาดเจ็บ ซึ่งสามารถเชื่อมโยงกับค่าเผื่อเพิ่มพันธุ์นี้ NH3 มลพิษถึงแม้ว่าค่าเผื่อของ x. อัพ parietina เป็นที่รู้จักมานาน (Hawksworth และ Rose, 1970), กลไก conferring ยอมรับโลหะไม่ดีเข้าใจ Sanità di Toppi et al., 2004 และ Sanità di Toppi et al., 2005 พบซับซ้อนตอบสนองต่อของ x. อัพ parietina ระยะสั้น สิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องความเข้มข้นของ Cr และซีดี พวกเขาพบตรึงโป apoplastic โลหะโดยส่วนภายนอกของผนังเซลล์ เพิ่มระดับของกรดแอสคอร์บิค ลดความเข้มข้นของกลูตาไธโอนลดลง และเพิ่มกิจกรรม peroxidase guaiacol แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงในเนื้อหา malondialdehyde (MDA) พบกับการรักษา Cr สะท้อนป้องกันสารชีวภาพของไลเคน thalli ของแผ่นซีดีเกิด MDA ก่อตัวที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการ peroxidation ของโครงการเมมเบรน Pawlik Skowrońska et al. (2002) พบว่า ไลเคน thalli สังเคราะห์เปปไทด์ thiol น้ำหนักโมเลกุลต่ำ (phytochelatins) ในการตอบสนองบางโลหะหนัก (Cd, Pb, Zn)ได้รับการยืนยันความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นสูงขององค์ประกอบบางอย่างรวมทั้งโลหะหนัก และสรีรวิทยากระบวนการเปลี่ยนแปลงในการศึกษาก่อนหน้า (Garty et al., 2002 และอ้างอิง therein) สลายตัวของคลอโรฟิลล์และอันเปลี่ยนแปลงสีของ lichens ในฟิลด์แก่ห้องปฏิบัติการได้รับก่อนหน้านี้ correlated มีโลหะ (Garty และ al., 1985 Chettri และ al., 1998 Bačkor และ Zetíková, 2003) การวัดกิจกรรมของ photosystem II algal คู่มักได้รับการว่าจ้างเพื่อประเมินสถานะสรีรวิทยาของ lichens (Branquinho และ al., 1997 Garty และ al., 2000 Bačkor และ Fahselt, 2004) อัตราการหายใจและการสังเคราะห์ด้วยแสงมีการเปลี่ยนแปลงในมลพิษทางอากาศ (Bartók et al., 1992) อย่างไรก็ตาม วิเคราะห์เปรียบเทียบเนื้อหาธาตุและอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของไลเคนและหายใจได้ยากโลหะการผูกคุณสมบัติของ metabolites รองเช่นกรด usnic ซึ่งถูกสังเคราะห์ในปริมาณมาก (Fahselt, 1994), มีการศึกษา โดยวิธีการสังเคราะห์ และด้าน เป็นโครงสร้างของทองแดง (II) คอมเพล็กซ์ก่อตั้งขึ้น โดยเอ็กซ์เรย์การเลี้ยวเบน (Takani et al., 2002), ความเป็นไปได้ของบทบาทป้องกันสำหรับ metabolites รองกับโลหะหนักใน situ ภายใน thalli ต้องการศึกษาต่อโลหะหนักในระดับเซลมักจะเกี่ยวข้องใน oxidative ความเครียดที่เกิดจากการผลิตพันธุ์ปฏิกิริยาออกซิเจน (ROS) ในพืชเป็น lichens peroxidation ของไขมันคือมักจะสามารถ quantified โดยเพิ่มระดับของ MDA ที่ใช้ผลิตภัณฑ์สีกับกรด thiobarbituric (TBA) (Monnet et al., 2006)Bačkor et al. (2003) ใช้ไลเคนตรวจสำหรับการประเมินระดับมลพิษอากาศภายในเมือง Košice ในสโลวัก พวกเขาพบสองสำคัญ และ แหล่งกำเนิด มลพิษ พื้นที่ใกล้กับโรงงานเหล็กของเราเมืองโดยยานพาหนะคิรีจราจร ของ taxa 17 บันทึก x. อัพ parietina เป็นหนึ่งในมากที่สุดและหนึ่งในไม่กี่ foliose สายพันธุ์สามารถเจริญเติบโตใกล้โรงงานเหล็กเนื่องจากโลหะหนักการยอมรับใน parietina x. อัพ วัตถุประสงค์หลักของการศึกษานี้เป็นการ เปรียบเทียบเนื้อหาใน thalli parietina x. อัพธาตุกับสรีรวิทยาพารามิเตอร์บ่งชี้ชีวิต เนื้อหาของการผสมสี กิจกรรมของ photosystem II เนื้อหาของ metabolites รอง TBARS และ CO2 ก๊าซแลกเปลี่ยนสะท้อนให้เห็นถึงการสังเคราะห์ด้วยแสง และการหายใจ2 วัสดุและวิธีการ2.1 ศึกษาพื้นที่ปัจจุบันการวิจัยในสโลวาเกียตะวันออกในเมือง Košice และควบคุมเว็บไซต์ได้ "Prakovce" หมู่บ้านเล็ก ๆ กับพืชไลเคนที่มีความหลากหลายภาคอีสานกว่า 30 กิโลเมตร Košice มีประชากรประมาณ 240000 (ตั้ง 24,382 ฮา) และเป็นเมืองใหญ่อันดับสองของสโลวาเกีย มันอยู่ในหุบเขาของแม่น้ำ Hornád ในอ่าง Košice และล้อมรอบ ด้วยเดือยของภูเขา Čierna แหล่งมรดกทางเหนือและ Volovské Vrchy ภูเขาทางตะวันตก เมืองอยู่ industrially กับโลหะผสมที่เป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับอุตสาหกรรม บริษัทเหล็กในสหรัฐอเมริกา (เดิม VSŽ) มีมากกว่า 15000 คน และเป็นหนึ่งในผู้ผลิตที่สำคัญของบรรยากาศซัลเฟอร์ไดออกไซด์และโลหะหนักในสโลวาเกียหมายถึง อุณหภูมิปี 9.5 ° C และเป็นลมได้จากเหนือใต้ มีความชุกเฉลี่ยรายปีของ 647 ที่เข้มข้นในฤดูใบไม้ร่วงและฤดูหนาว Lichens ถูกใช้ในการตรวจสอบมลพิษทางอากาศใน Košice ในการศึกษาก่อนหน้า (Bačkor et al., 2003)2.2 สุ่มตัวอย่างไลเคนในช่วงฤดูใบไม้ร่วงปี 2005, thalli ฝอย foliose x. อัพ parietina (L.) คุณพ่อชาญถูกเก็บรวบรวมที่เว็บไซต์สุ่ม 16 ภายใน และ ใกล้เมือง Košice (ตารางที่ 1) เลือกมาให้สัมพันธ์กับระยะทางจากแหล่งชื่อดังสองมลพิษอากาศ โรงงานเหล็กของเราเมืองศูนย์ (Bačkor et al., 2003) "Prakovce" ถูกเลือกเป็นไซต์ควบคุมเนื่องจากพืชเป็นฝอยค่อนข้างหลากหลายประกอบด้วยลักษณะของ unpolluted ค่อนข้างเขต 6 และ 7 (Hawksworth และ Rose, 1970 เลี้ยง Bačkor และ al., 2003) นกชนิดนี้ถูกเลือก เพราะมันยอมรับรู้จักกับมลพิษในอากาศ ความถี่ ในพื้นที่ศึกษา ที่ง่ายของคอลเลกชันของพื้นผิวขนาดใหญ่ที่สัมผัสกับสารมลพิษอากาศ (Scerbo et al., 1999)ตารางที่ 1 คำอธิบายของ Xanthoria parietina สุ่มตัวอย่างสถานี (จากเหนือลงใต้)ชื่อไซต์หมายเลขไซต์ถ้อยห่างจากตัวเมือง (กิโลเมตร) ห่างจากเราเหล็ก (km) 1 Prakovce ค่อนข้างอากาศที่ตั้ง unpolluted หุบเขาใกล้หมู่บ้าน รวยบนเลี้ยงจากโซนที่ 6 และ 7 (Hawksworth และ Rose, 1970), ประเมินหมายถึง หนาว SO2 30.0 μg/m3 40 – 50 หมู่บ้าน Družstevná 32.5 2 นอกเมือง ชนบท นั่ง ทางเหนือของเมือง 8.2 18.2 ส่วนอุปกรณ์ต่อพ่วง Kavečany 3 เมือง , NW ของศูนย์ 7.1 16.3 4 Sídl Darg Hrdinov เออร์เป็นส่วนหนึ่งของเมือง NE ของศูนย์ 2.8 13.1 5 สวนใหญ่และพื้นที่ปิดที่ มีความหลากหลายสูงต้นไม้ NW ของศูนย์ 1.8 11.5 เมือง 6 ศูนย์เมือง 1 ในเมือง 0.0 10.6 0.0 10.6 ศูนย์ 7 ศูนย์ 2 เมืองเมืองในเมือง 8 Bukovec บรรยากาศปิดพื้นที่ใกล้น้ำอ่างเก็บน้ำ ทางตะวันตกของเมือง 7.5 9.9 9 Západ เออร์ตั้ง ทางตะวันตกของเมือง 1.7 9.9 Urban Trieda Južná 10 พื้นที่อุตสาหกรรม ทางใต้ของเมือง 2.3 9.2 และ Krásna 11 Hornádom เออร์ SE ของศูนย์ 7.4 9.9 12 Poľov เออร์ SW จากเมือง 7.4 3.9 13 Ludvíkov ดวอร์เบาบางอาศัยอยู่เซ็นเตอร์ ใต้จากเมืองศูนย์กลาง 9.9 1.1 14 Šaca เมือง จากศูนย์ 11.5 1.9 15 เราเหล็กอุตสาหกรรมเมือง ทางใต้ของเมืองศูนย์ 10.8 0.0 16 อุปกรณ์ต่อพ่วง Dubky ส่วนหนึ่งของเมือง SW ของศูนย์ 16.0 6.5 ตัวอย่างทั้งหมดถูกรวบรวมไว้ในกางเกง Populus tremula L. เล่นต้นไม้ที่สูง 1 – 1.5 เมตรเหนือระดับพื้นดิน เฉพาะส่วนกำไรของ thalli (สูง 1.5 ซม.จากยสปริง) ใช้สำหรับการวิเคราะห์โลหะและทดลองต่อสรีรวิทยาเป็นเหล่านี้จะประมาณไม่เกินห้าปีจะมีอัตราเติบโตปี 3 – 4 มม. (Scerbo et al., 1999) นี้ทำให้ข้อมูลบนสะสมโลหะในห้าปีที่ผ่านมาในส่วนของ thallus อายุน้อยกว่าซึ่งเป็น metabolically (Bačkor และ Zetíková, 2003) ใช้งานMacroscopic วัสดุต่างยึดมั่นในพื้นผิวของไลเคน (mosses อนุภาคดิน detritus) ถูกเอาออก ด้วยคีม และวิเคราะห์สรีรวิทยาส่วนใหญ่ได้ดำเนินการภายใน 2 – 5 วันของคอลเลกชัน มีดำเนินการวิเคราะห์ธาตุภายใน 3 สัปดาห์2.3 ไลเคนองค์ประกอบการวิเคราะห์มีใช้เปลวไฟดูดกลืนโดยอะตอม spectrometry สำหรับความมุ่งมั่นของโลหะ (Al, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb, Sb, Zn) Thalli ไลเคนได้แห้งที่ 70 ° C ใน 24 ชม และประมาณ 100 มิลลิกรัมของวัสดุแห้งถูกต้องใน 3 ml ของเข้มข้น HNO

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อการเปรียบเทียบที่ถูกสร้างขึ้นระหว่างเนื้อหาของอัลแคดเมียมทองแดงเฟ, Mn, ตะกั่วและสังกะสี Sb ใน thalli ของไลเคน Xanthoria parietina และเลือกกระบวนการทางสรีรวิทยา
เม็ดสีที่ดูดซึมกิจกรรมของ photosystem ครั้งที่สอง parietin สารปฏิกิริยาการผลิตโดยใช้กรด thiobarbituric (TBA) และการแลกเปลี่ยนก๊าซ CO2 อยู่ในวัดเพื่อประเมินความอดทนถึงแหล่งที่มาของมลพิษในชั้นบรรยากาศ เป็นที่คาดหวัง thalli ตะไคร่สะสมปริมาณสูงขององค์ประกอบที่วัดในความสัมพันธ์จะห่างจากแหล่งมลพิษในKošice, สาธารณรัฐสโลวัก (US โรงงานเหล็กและการจราจรยานพาหนะในใจกลางเมือง) แต่ยกเว้นการผลิตสาร TBA ปฏิกิริยา CO2 และขอบเขตการแลกเปลี่ยนก๊าซที่สถานีมีมลพิษมากที่สุดไม่มีพารามิเตอร์ทางสรีรวิทยาการทดสอบแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการสะสมขององค์ประกอบและความเสียหายทางสรีรวิทยา ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงระดับสูงของความอดทนมลพิษในไลเคนนี้และตรงกับความอุดมสมบูรณ์สูงในKošice. คำหลักอากาศ pollutionChlorophyll และ bChlorophyll ก๊าซ fluorescenceCO2 exchangeLichensMetal contentMetal toleranceMonitoringParietinThiobarbituric สารปฏิกิริยากรด 1 บทนำเนื่องจากขาดรากธาตุอาหารของไลเคนขึ้นอยู่กับการป้อนข้อมูลในชั้นบรรยากาศ นี้พร้อมกับความสามารถในการสะสมแร่ธาตุมากกว่าที่พวกเขาต้องการจริงทำให้ไลเคนหนึ่งในดัชนีชี้วัดที่ดีที่สุดของมลพิษทางอากาศ (Carreras และ Pignata 2007). แม้ว่าส่วนใหญ่ของไลเคนที่มีความไวต่อสารมลพิษในสภาพแวดล้อมบางอย่างสามารถที่จะ อยู่รอดบนพื้นผิวที่อุดมไปด้วยโลหะหนัก (เพอร์วิและฮอลล์, 1996) นอกจากนี้ความไวที่แตกต่างกันมลพิษได้นำไปสู่การผลิตของเครื่องชั่งมลพิษขึ้นอยู่กับปริมาณของโซนที่โดดเด่นด้วยพืชตะไคร่เฉพาะ (Hawksworth และโรส 1970) ตะไคร่ Xanthoria parietina เป็นไลเคนที่พบบ่อยของเขตเมืองและหนึ่งในที่สุดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายชนิดไลเคนในจุลยุโรปเปิดรับพร้อมสายพันธุ์อื่น ๆ physodes Hypogymnia ดังกล่าวและ Parmelia sulcata (Nimis et al., 2001) เอ็กซ์ parietina นำเสนอผิวสัมผัสขนาดใหญ่สำหรับสารมลพิษในบรรยากาศและสามารถที่จะสะสมปริมาณสูงของโลหะหนักในพื้นที่ปนเปื้อน (Scerbo et al, 1999;. Scerbo, et al., 2002;. Cuny, et al, 2004) Frati et al, (2007) พบว่าสายพันธุ์ไลเคน nitrophilous เอ็กซ์ parietina thalli สะสมไนโตรเจน (ไม่เกิน 2.4% ของน้ำหนักแห้ง) รอบ stockfarm หมู แต่ก็ไม่ได้แสดงสัญญาณที่มองเห็นของการบาดเจ็บซึ่งสามารถมีความสัมพันธ์กับความอดทนที่เพิ่มขึ้นของสายพันธุ์มลพิษ NH3 นี้. แม้ว่าความอดทนของ parietina เอ็กซ์ได้รับการรู้จักกันมาเป็นเวลานาน (Hawksworth และโรส 1970) กลไกการหารือความอดทนโลหะ เข้าใจได้ไม่ดี ศานิดิ Toppi et al., 2004 และศานิดิ Toppi et al., 2005 พบว่าการตอบสนองที่ซับซ้อนของเอ็กซ์ parietina ระยะสั้นความเข้มข้นของสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องของโครเมียมและแคดเมียม พวกเขาพบว่าการตรึง apoplastic ของโลหะโดยส่วนนอกของผนังเซลล์ที่เพิ่มขึ้นระดับของวิตามินซีลดลงความเข้มข้นของกลูตาไธโอนที่ลดลงและเพิ่มขึ้นกิจกรรม peroxidase guaiacol แม้ว่าจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงใน Malondialdehyde (MDA) ตรวจพบเนื้อหากับการรักษา Cr สะท้อนให้เห็นถึงการป้องกันของเยื่อทางชีวภาพของไลเคน thalli การปรากฏตัวของแผ่นซีดีที่เกิดจากการก่อตัวเพิ่มขึ้นภาคตะวันออกเฉียงเหนือเนื่องจากการ peroxidation ของไขมันเมมเบรน Pawlik-Skowrońska et al, (2002) พบว่า thalli ตะไคร่สังเคราะห์น้ำหนักโมเลกุลต่ำเปปไทด์ thiol (phytochelatins) ในการตอบสนองโลหะหนักบางชนิด (แคดเมียมตะกั่วสังกะสี). ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นสูงขององค์ประกอบบางอย่างรวมทั้งโลหะหนักและเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางสรีรวิทยาได้รับการยืนยันในการศึกษาก่อนหน้านี้ (Garty et al., 2002 และการอ้างอิงนั้น) ความเสื่อมโทรมของคลอโรฟิลและสีดูดซึมการเปลี่ยนแปลงของไลเคนในเขตเช่นเดียวกับการตรวจทางห้องปฏิบัติการที่ได้รับก่อนหน้านี้มีความสัมพันธ์กับการปรากฏตัวของโลหะ (Garty et al, 1985;. Chettri et al, 1998;. BačkorและZetíková, 2003) การวัดการทำงานของ photosystem ที่สองของพันธมิตรสาหร่ายเป็นลูกจ้างที่พบบ่อยในการประเมินสถานะทางสรีรวิทยาของไลเคน (Branquinho et al, 1997;. Garty et al, 2000;. Bačkorและ Fahselt, 2004) อัตราการหายใจและการสังเคราะห์แสงที่มีการเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองต่อมลพิษทางอากาศ (Bartók et al., 1992) อย่างไรก็ตามการวิเคราะห์เปรียบเทียบเนื้อหาธาตุและอัตราการสังเคราะห์แสงและการหายใจไลเคนเป็นของหายาก. โลหะคุณสมบัติที่มีผลผูกพันของสารทุติยภูมิเช่นกรด usnic ซึ่งมีการสังเคราะห์ในปริมาณมาก (Fahselt, 1994) ได้รับการศึกษาโดยวิธีการสังเคราะห์และสเปกโทรสโก ในฐานะที่เป็นโครงสร้างของทองแดง (II) คอมเพล็กซ์ก่อตั้งขึ้นโดยการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (Takani et al., 2002) เป็นไปได้ของบทบาทในการป้องกันสำหรับสารทุติยภูมิกับโลหะหนักในแหล่งกำเนิดภายใน thalli ต้องมีการศึกษาต่อไป. โลหะหนักที่โทรศัพท์มือถือ ระดับที่มีส่วนเกี่ยวข้องมักจะอยู่ในความเครียดออกซิเดชันที่เกิดจากการผลิตของออกซิเจน (ROS) ในพืชเช่นเดียวกับไลเคนเกิด lipid peroxidation เป็นวัดโดยปกติระดับที่เพิ่มขึ้นของภาคตะวันออกเฉียงเหนือซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์สีด้วยกรด thiobarbituric (TBA) (Monnet et al., 2006). Bačkor et al, (2003) ที่ใช้ในการตรวจสอบตะไคร่น้ำสำหรับการประเมินระดับของมลพิษทางอากาศในเมืองKošiceในสาธารณรัฐสโลวัก พวกเขาพบว่าทั้งสองแหล่งที่มาที่สำคัญของมลพิษในพื้นที่ใกล้กับโรงงานเหล็กของสหรัฐและใจกลางเมืองที่โดดเด่นด้วยการจราจรยานพาหนะ 17 แท็กซ่าบันทึกเอ็กซ์ parietina เป็นหนึ่งในผู้ที่มีมากที่สุดและเป็นหนึ่งในไม่กี่สายพันธุ์ foliose ความสามารถของการเจริญเติบโตใกล้โรงงานเหล็ก. เนื่องจากความอดทนของโลหะหนักในเอ็กซ์ parietina วัตถุประสงค์สำคัญของการศึกษาครั้งนี้เพื่อเปรียบเทียบธาตุ เนื้อหาใน thalli ของเอ็กซ์ parietina กับพารามิเตอร์ที่บ่งบอกถึงความมีชีวิตทางสรีรวิทยาเช่นเนื้อหาของเม็ดสีดูดซึมกิจกรรมของ photosystem II เนื้อหาของสารรอง TBARS และการแลกเปลี่ยนก๊าซ CO2 สะท้อนให้เห็นถึงการสังเคราะห์แสงและการหายใจ. 2 วัสดุและวิธีการ2.1 พื้นที่การศึกษาการศึกษาครั้งนี้ได้ดำเนินการในสโลวาเกียตะวันออกในเมืองKošiceและเว็บไซต์ที่ควบคุมคือ "Prakovce" เป็นหมู่บ้านเล็ก ๆ ที่มีฟลอราไลเคนที่มีความหลากหลายกว่า 30 กิโลเมตรไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ Košiceมีประชากร 240,000 (พื้นที่ 24,382 เฮกเตอร์) และสโลวาเกียเป็นเมืองใหญ่อันดับสองของ มันอยู่ในหุบเขาของแม่น้ำ Hornad ในอ่างKošiceและถูกล้อมรอบไปด้วยสเปอร์ของภูเขา Cierna Hora ไปทางทิศเหนือและเนินเขาVolovské Vrchy ไปทางทิศตะวันตก เมืองที่มีการใช้งานในอุตสาหกรรมที่มีโลหะเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรม บริษัท สหรัฐอเมริกาสตีล (ชื่อเดิม vsz) มีกว่า 15,000 คนและเป็นหนึ่งในผู้ผลิตที่สำคัญที่สุดของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในบรรยากาศและโลหะหนักในสโลวาเกีย. เฉลี่ยปีอุณหภูมิ 9.5 องศาเซลเซียสและลมพัดมาจากทิศเหนือไปทิศใต้มีค่าเฉลี่ย ฝนประจำปีของ 647 มิลลิเมตรซึ่งมีความเข้มข้นในฤดูใบไม้ร่วงและฤดูหนาว ไลเคนถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบมลพิษทางอากาศในKošiceในการศึกษาก่อนหน้า (Bačkor et al., 2003). 2.2 การสุ่มตัวอย่างตะไคร่ช่วงฤดูใบไม้ร่วงของปี2005 thalli ของไลเคน foliose เอ็กซ์ parietina (L. ) Th คุณพ่อ ได้ถูกรวบรวมที่ 16 แห่งการสุ่มตัวอย่างในและใกล้เมืองKošice (ตารางที่ 1) ท้องถิ่นได้รับการคัดเลือกในความสัมพันธ์กับระยะทางจากสองแหล่งที่รู้จักกันดีของมลพิษทางอากาศโรงงานเหล็กของสหรัฐและใจกลางเมือง (Bačkor et al., 2003) "Prakovce" ได้รับเลือกให้เป็นที่ควบคุมพืชอันเนื่องมาจากไลเคนที่มีความหลากหลายค่อนข้างประกอบด้วยลักษณะ epiphytes ของโซนค่อนข้างสกปรกที่ 6 และ 7 (Hawksworth และโรส 1970; Bačkor et al, 2003). สายพันธุ์นี้ได้รับเลือกเพราะความอดทนเป็นที่รู้จักกันในการมลพิษทางอากาศความถี่ในพื้นที่ศึกษา, ความสะดวกในการเก็บเงินและการพื้นผิวขนาดใหญ่ที่สัมผัสกับสารมลพิษในบรรยากาศ (Scerbo et al., 1999). ตารางที่ 1 คำอธิบายของ Xanthoria parietina สถานีสุ่มตัวอย่าง (จากเหนือจรดใต้) ชื่อไซต์จำนวนเว็บไซต์หมายเหตุระยะห่างจากตัวเมือง (กิโลเมตร) ระยะทางจากเหล็กสหรัฐ (กม.) 1 Prakovce อากาศค่อนข้างพื้นที่สกปรกหุบเขาใกล้หมู่บ้านที่อุดมไปด้วยใน epiphytes จากโซนที่ 6 และ 7 (Hawksworth และโรส 1970 ) ประมาณ SO2 หมายถึงฤดูหนาว 40-50 ไมโครกรัม / m3 30.0 32.5 2 หมู่บ้านDružstevnáนอกเมืองชนบทพื้นที่ชานเมืองทางตอนเหนือของใจกลางเมือง 8.2 18.2 3 Kavečanyอุปกรณ์ต่อพ่วงส่วนหนึ่งของเมือง NW ศูนย์ 7.1 16.3 4 Sídl Darg Hrdinov ส่วนเมืองของเมืองตะวันออกเฉียงเหนือของศูนย์ 2.8 13.1 5 สวนพฤกษศาสตร์ขนาดใหญ่และพื้นที่ใกล้เคียงมีความหลากหลายสูงของต้นไม้ NW ศูนย์ 1.8 11.5 6 ตัวเมือง 1 พื้นที่เมืองใจกลางเมือง 0.0 10.6 7 ตัวเมือง 2 พื้นที่เมืองใจกลางเมือง 0.0 10.6 8 Bukovec ชานเมืองพื้นที่ปิดใกล้อ่างเก็บน้ำน้ำทางทิศตะวันตกของใจกลางเมือง 7.5 9.9 9 ZAPAD พื้นที่เมืองทางตะวันตกของใจกลางเมือง 1.7 9.9 10 Južna Trieda เมืองเขตอุตสาหกรรมทางตอนใต้ของใจกลางเมือง 2.3 9.2 11 Krasna nad Hornádomเมืองทางทิศตะวันออกของเมือง ศูนย์ 7.4 9.9 12 Poľovเมือง SW จากใจกลางเมือง 7.4 3.9 13 Ludvíkov Dvor พื้นที่ที่อาศัยอยู่เบาบางใต้จากใจกลางเมือง 9.9 1.1 14 Saca พื้นที่ในเมืองทางตอนใต้ของใจกลางเมือง 11.5 1.9 15 สหรัฐเหล็กพื้นที่อุตสาหกรรมทางตอนใต้ของใจกลางเมือง 10.8 0.0 16 เป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ต่อพ่วง Dubky เมือง SW ศูนย์ 16.0 6.5 ทั้งหมดเก็บตัวอย่างบนลำของ Populus tremula ลิตรต้นไม้เล่นไพ่คนเดียวที่ความสูง 1-1.5 เมตรเหนือระดับพื้นดิน เฉพาะในส่วนที่เพิ่มของ thalli (ไม่เกิน 1.5 ซม. จากขอบ) ถูกนำมาใช้สำหรับการวิเคราะห์โลหะและการทดลองทางสรีรวิทยาที่ตามมาเป็นเหล่านี้จะไม่เกินประมาณห้าปีกำหนดอัตราการเติบโตปีละ 3-4 มิลลิเมตร (Scerbo et al., 1999) ซึ่งข้อมูลที่ได้ทำให้การสะสมของโลหะในช่วงห้าปีที่ผ่านมาในส่วนน้องของ thallus ที่มีเมตาบอลิใช้งานมากขึ้น (BačkorและZetíková, 2003). แปลกปลอมเปล่ายึดมั่นในพื้นผิวไลเคน (มอสอนุภาคดินเศษซาก) จะถูกลบออกด้วยคีม และการวิเคราะห์ทางสรีรวิทยาส่วนใหญ่ได้ดำเนินการภายใน 2-5 วันนับจากคอลเลกชัน การวิเคราะห์ธาตุได้ดำเนินการภายใน 3 สัปดาห์. 2.3 การวิเคราะห์องค์ประกอบตะไคร่สำหรับความมุ่งมั่นของโลหะ(อัลแคดเมียมทองแดงเฟแมงกานีสตะกั่ว Sb, Zn) การดูดซึม spectrometry อะตอมเปลวไฟถูกนำมาใช้ ตะไคร่ thalli แห้งที่ 70 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมงและประมาณ 100 มิลลิกรัมของวัสดุที่แห้งย่อยใน 3 มล. เข้มข้น HNO

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การเปรียบเทียบนามธรรม
ทำขึ้นระหว่างเนื้อหาของ Al , Cd , Cu , Fe , Mn , ตะกั่วและสังกะสีใน SB ธาลลิของไลเคน xanthoria parietina และเลือกกระบวนการทางสรีรวิทยา . สีผสมผสานทางวัฒนธรรม กิจกรรมของ photosystem II , parietin ปฏิกิริยาสารที่ผลิตโดยใช้เท่ากับ acid ( TBA ) และก๊าซ CO2 ตราวัดเพื่อประเมินความทนทานต่อแหล่งอากาศมลพิษตามที่คาดไว้ , ไลเคนธาลลิสะสมปริมาณมากวัดองค์ประกอบในความสัมพันธ์กับระยะห่างจากแหล่งมลพิษ slovenia traditional . kgm , สโลวักสาธารณรัฐ ( เราเหล็กโรงงานและการจราจรยานพาหนะในตัวเมือง ) อย่างไรก็ตาม นอกจากการผลิต TBA ปฏิกิริยาสารและมีขอบเขตการแลกเปลี่ยนก๊าซ CO2 ที่สถานีเสียส่วนใหญ่ไม่มีของทดสอบทางสรีรวิทยาพบความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการสะสมขององค์ประกอบและความเสียหายทางสรีรวิทยา นี้สะท้อนให้เห็นถึงระดับสูงของความอดทนมลภาวะในไลเคน และสอดคล้องกับความสมบูรณ์สูงใน slovenia traditional . kgm


คำสำคัญอากาศ pollutionchlorophyll และ bchlorophyll เป็น fluorescenceco2 ก๊าซ exchangelichensmetal contentmetal tolerancemonitoringparietinthiobarbituric กรดเป็นสารเบื้องต้น

1 เนื่องจากขาดราก และแร่โภชนาการของพืชขึ้นอยู่กับการป้อนข้อมูลของบรรยากาศ นี้พร้อมกับความสามารถในการสะสมแร่ธาตุมากกว่าที่พวกเขาต้องการจริงทำให้ไลเคนหนึ่งในทางที่ดีที่สุดของมลพิษอากาศ ( คาเรร่า และ ุ ปิยาต้า , 2007 ) .

แม้ว่าส่วนใหญ่ของไลเคนอ่อนไหวต่อมลพิษในสิ่งแวดล้อม บางคนสามารถอยู่รอดบนพื้นผิวที่อุดมไปด้วยโลหะหนัก ( เพอร์วิส และหอพัก , 2539 ) . นอกจากนี้ค่าความไวต่อมลพิษ ทำให้การผลิตของระดับมลพิษขึ้นอยู่กับจำนวนของโซนลักษณะพืชไลเคนที่เฉพาะเจาะจง ( ฮอกส์เวิร์ท และกุหลาบ , 1970 ) พวกไลเคน xanthoria parietina เป็นไลเคนที่พบโดยทั่วไปของพื้นที่เมืองและหนึ่งในที่สุดไลเคนชนิด programes biomonitoring อย่างกว้างขวางใช้ในยุโรปรวมทั้งชนิดอื่น ๆเช่น hypogymnia และ physodes parmelia ซูลกาต้า ( นิมิส et al . , 2001 ) เอ็กซ์ parietina แสดงผิวสัมผัสขนาดใหญ่สำหรับมลพิษอากาศ และสามารถสะสมยอดสูงของโลหะหนักในพื้นที่ที่เสีย ( scerbo et al . , 1999 ; scerbo et al . , 2002 ; CUNY et al . , 2004 ) ุ ฟราติ et al . ( 2007 ) พบว่า nitrophilous ไลเคนชนิด Xparietina ธาลลิสะสมไนโตรเจน ( ขึ้น 2.4 % น้ำหนักแห้ง ) รอบหมู stockfarm . อย่างไรก็ตาม , มันไม่ได้แสดงสัญญาณที่มองเห็นของการบาดเจ็บ ซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของสายพันธุ์นี้จะ nh3 มลพิษ

ถึงความอดทนของ X parietina ได้รู้จักกันมานาน ( ฮอกส์เวิร์ท และกุหลาบ , 1970 ) , กลไกหารือทนต่อโลหะจะไม่ค่อยเข้าใจ . สนิท ล่าสุด ดิ toppi et al . ,2004 และสนิท ล่าสุด ดิ toppi et al . , 2005 ) พบการตอบสนองที่ซับซ้อนของ X parietina เพื่อระยะสั้น ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมของ CR และซีดี พวกเขาพบ apoplastic การตรึงโลหะโดยส่วนด้านนอกของผนังเซลล์ ช่วยเพิ่มระดับของวิตามินซี , ลดความเข้มข้นของกลูต้าไธโอนเปอร์ออกซิเดสลดลงและเพิ่มขึ้น ค่ากิจกรรมแม้ว่าจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงใน มาลอนไดอัลดีไฮด์ ( MDA ) เนื้อหาถูกตรวจพบด้วยการรักษา CR , สะท้อนให้เห็นถึงการคุ้มครองเมมเบรนทางชีวภาพของไลเคนธาลลิ , การปรากฏตัวของซีดีจากการเพิ่มขึ้น ( เนื่องจากพอลิเมอร์เมมเบรนไขมัน . pawlik skowro ńสกา et al .( 2002 ) พบว่าไลเคนธาลลิสังเคราะห์เปปไทด์ขนาดน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ( ไฟโตคีเลทิน ) ในการตอบสนองต่อโลหะหนักบางชนิด ( CD , Pb , Zn ) .

ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นสูงขององค์ประกอบบางอย่างรวมถึงโลหะหนักและการเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางสรีรวิทยาได้รับการยืนยันในการศึกษาก่อนหน้านี้ ( garty et al . , 2002 และอ้างอิง )คลอโรฟิลล์ การย่อยสลายและเปลี่ยนแปลงการดูดซึมสีจากไลเคนในฟิลด์รวมทั้งห้องปฏิบัติการได้รับก่อนหน้านี้มีความสัมพันธ์กับการปรากฏตัวของโลหะ ( garty et al . , 1985 ; chettri et al . , 1998 ; บาčคอเซทมาร์ตินและ Mar . kgm , 2003 ) การวัดกิจกรรมของ photosystem II ของสาหร่าย คู่มักใช้เพื่อประเมินสถานะทางสรีรวิทยาของไลเคน ( branquinho et al . , 1997 ;garty et al . , 2000 ; BA และčคอ fahselt , 2004 ) อัตราการหายใจและการสังเคราะห์แสงที่มีการเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองต่อมลพิษทางอากาศ ( บาร์ตó k et al . , 1992 ) อย่างไรก็ตาม เปรียบเทียบ วิเคราะห์เนื้อหาของธาตุและอัตราการสังเคราะห์แสงและการหายใจจะหายากครับ

คุณสมบัติโลหะ ( ชนิดทุติยภูมิ เช่น กรดอัสนิคซึ่งสังเคราะห์ในจํานวนมาก ( fahselt , 1994 )