Η τοξικότητα του χαλκού στη ρίγανη [Origanum vulgare subsp. hirtum (Link) Ietswaart]

Abstract

The response of oregano plants grown in Cu rich soil was studied. Intact plants (at least 50%) remained alive with reduced growth. Symptoms, such as dwarfism, cachexia, chlorosis, strong decline of the root system and of the foliage, immaturity of inflorescence, defoliation and anility were observed. The surface of the leaf blade increased but the leaf glandular hairs, non-glandular hairs and stomata increased. The relative number of chloroplasts per mesophyll cell section decreased. Grana and stroma thylakoids of chloroplasts did not undergo any noticeable alterations, but starch grains disappeared, plastoglobuli became larger and the double membrane limiting the chloroplast became dilated. The relative volume of the epidermis, of the palisade parenchyma cells and of the intercellular spaces decreased. Only the relative volume of the spongy parenchyma cells increased. The stem became thicker, stiffer and highly pubescent while its internal structure was modified. The relative volume of the epidermis of the cortex and of the phloem decreased, whereas that’s of the xylem, of the cambium and of the pith increased. There was a reduction of the root growth. Root cortical cells displayed an irregular outline with highly tolded walls. The peripheral region of the root became disorganized (cells with electron dense cytoplasm without infrastructure with foamy appearance and sings of plasmolysis). The plastids of the cortical cells were leucoplasts and they exhibited a dark stroma with round inclusions and electron translucent droplets. The vessel elements of the root xylem became more numerous and wider. Analogous alterations were not observed in the phloem sieve elements. The relative volume of the epidermis decreased but that of all the other tissues increased. Chlorophyll content and photosynthetic capacity reduced. Stomatal conductance decreased, the mesophyll CO2, the level of GAs and the water potential increased but the transpiration remained the same. Generally, between Cu and Ca, Mg, Fe, K and Mn there was synergism and only with Zn antagonism. The essential oil content increased but its composition was the same.

Μελετήθηκε η αύξηση και ανάπτυξη της ρίγανης σε επιβαρημένα με Cu εδάφη. Παρατηρήθηκε μείωση της επιβίωσης των φυτών, νανισμός, καχεξία, χλωρώσεις, δυσμορφία ρίζας, πρωίμιση ανθοφορίας, αποφύλλωση και πρόωρη γήρανση. Τα φύλλα σμικρύνθηκαν ενώ τα στόματα, οι αδενικές και μη αδενικές τρίχες αυξήθηκαν. Η χλωροφύλλη μειώθηκε. Ελαττώθηκε ο αριθμός και το μέγεθος των χλωροπλαστών, διογκώθηκε η περιφερειακή μεμβράνη, εξαφανίστηκαν οι αμυλόκοκκοι και αυξήθηκαν τα πλαστοσφαιρίδια. Ο βλαστός έγινε παχύς, δύσκαμπτος και τριχωτός. Οι ρίζες έγιναν βραχείς, σκούρες και οζώδεις. Στη ρίζα η εξωτερική ζώνη αποδιοργανώθηκε. Τα κύτταρα του πρωτογενούς φλοιού αυξήθηκαν και το κυτταρικό τους τοίχωμα παρουσίαζε κυματισμό. Τα πλαστίδιά τους περιείχαν σκούρα έγκλειστα και ηλεκτρονικά διαφανή σταγονίδια. Τα αγωγά στοιχεία της ρίζας αυξήθηκαν. Τα τοιχώματα των ηθμοστοιχείων του φλοιώματος παχύνθηκαν. Ο σχετικός όγκος των ιστών των οργάνων του φυτού τροποποιήθηκε: Στα φύλλα μειώθηκαν η επιδερμίδα, το δρυφακτοειδές παρέγχυμα και οι μεσοκυττάριοι χώροι ενώ το σπογγώδες παρέγχυμα αυξήθηκε. Στο βλαστό μειώθηκαν η επιδερμίδα, ο πρωτογενής φλοιός και το φλοίωμα ενώ το ξύλωμα και η εντεριώνη αυξήθηκαν. Στη ρίζα μείωση υπέστη μόνο η επιδερμίδα ενώ όλοι οι άλλοι ιστοί παρουσίασαν αύξηση. Μειώθηκαν η φωτοσυνθετική δραστηριότητα και η στοματική αγωγιμότητα, αυξήθηκαν το CO2 στο μεσόφυλλο, το υδατικό δυναμικό και η περιεκτικότητα των γιββερελλινών ενώ η διαπνοή παρέμεινε η ίδια. Οι μικροκλιματικές παράμετροι στο περιβάλλον των φυτών τροποποιήθηκαν. Μεταξύ Cu και των στοιχείων Ca, Mg, Fe, K και Mn παρατηρήθηκε συνέργεια και μόνο με τον Zn ανταγωνισμός. Τα αιθέρια έλαια αυξήθηκαν, η ποιοτική και ποσοτική σύσταση ήταν ίδια.