Odporność naziemnego porostu Cladonia rei na zanieczyszczenie metalami ciężkimi

master
dc.abstract.enHeavy metal contaminations are a huge problem and challenge nowadays. They jeopardize all living organisms. Heavy metals are the result of natural processes such as volcanic activity or erosion processes and human activity due to industrial, agricultural, and urban development. Lichens are the organisms that can inhabit such areas. They are a unique symbiotic association between the fungal cells - mycobiont, and the green algae and/or cyanobacteria - photobiont. Both components fulfill specific functions, complementing each other. They can produce secondary metabolites that perform several important functions, including protection. They participate in the chelation, trapping or biomineralization of metal ions. Lichens can contribute to the removal of pollutants from the environment, they also act as bioindicators. Uptake of heavy metals by organisms can lead to oxidative stress in cells. Indicators of this state are the levels of the reduced form of glutathione (GSH) and ergosterol, as well as the level of lipid peroxidation products or production of secondary metabolites. The aim of this study was to measure the content of these compounds depending on the intracellular concentration of metals, in particular Cd, Pb, and Zn. An epigeic lichen Cladonia rei was used as the research object The analysis of the content of secondary metabolites was also performed. The level of lipid peroxidation was determined using TBARS analysis. The oxidation products of lipids, especially polyunsaturated fatty acids (PUFAs) form colorful conjugates with thiobarbituric acid (TBA), the main compound involved in the reaction is malondialdehyde (MDA). TBARS content was measured spectrophotometrically. GSH content was determined using the derivatization process followed by UPLC analysis techniques. Ergosterol was extracted using an appropriate solvent and then the extract was subjected to chromatographic separation, similarly secondary metabolites. The results show a significant decrease in GSH and ergosterol content and an increase in TBARS content in response to intracellular heavy metal concentrations. No similar relationship was shown for secondary metabolites. Statistical analyses confirmed the presence of significant differences between localities and controls and within the selected study samples. The ability of lichens to survive in very unfavorable environmental conditions and the ability to accumulate high concentrations of heavy metals hopes for their use in the bioremediation of contaminated sites.pl
dc.abstract.plSkażenia metalami ciężkimi są ogromnym problemem i wyzwaniem współczesnych czasów. Stanowią zagrożenie dla wszystkich organizmów żywych. Są skutkiem naturalnych procesów, jak aktywność wulkaniczna czy procesy erozji oraz efektem przemysłowej i rolniczej działalności człowieka, a także urbanizacji. Organizmami posiadającymi zdolność zasiedlania obszarów skażonych są porosty, czyli wyjątkowy układ symbiotyczny pomiędzy komórkami grzyba – mikobionta, a komórkami zielenicy lub sinicy, czyli fotobionta. Oba komponenty pełnią określone funkcje, wzajemnie się uzupełniając. Posiadają zdolność produkcji metabolitów wtórnych pełniących szereg ważnych funkcji, w tym ochronnych. Związki te uczestniczą m.in. w chelatowaniu, pułapkowaniu czy biomineralizacji jonów metali. W ten sposób porosty mogą przyczyniać się do usuwania zanieczyszczeń ze środowiska, pełnią także rolę bioindykatorów. Pobieranie metali ciężkich przez organizmy może wywoływać stan stresu oksydacyjnego w komórkach. Wskaźnikami tego stanu są m.in. poziom zredukowanej formy glutationu (GSH) i ergosterolu, a także poziom produktów peroksydacji lipidów czy produkcja metabolitów wtórnych. Celem przeprowadzonych badań był pomiar zawartości tych związków w zależności od wewnątrzkomórkowego stężenia metali, a w szczególności Cd, Pb i Zn, w plechach Cladonia rei. Poziom peroksydacji lipidów oznaczono wykorzystując analizę TBARS. Produkty utleniania lipidów, a w szczególności wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (PUFA) tworzą barwne koniugaty z kwasem tiobarbiturowym (TBA), głównym związkiem biorącym udział w reakcji jest dialdehyd malonowy (MDA). Zawartość TBARS zmierzono spektrofotometrycznie. Zawartość GSH oznaczono wykorzystując proces derywatyzacji, a następnie technikę wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Ergosterol ekstrahowano z użyciem etanolu, a następnie ekstrakt poddano rozdziałowi chromatograficznemu. W podobny sposób oznaczono zawartość metabolitów wtórnych. Uzyskane wyniki wykazały wyraźny spadek zawartości GSH i ergosterolu oraz wzrost zawartości TBARS w odpowiedzi na wewnątrzkomórkowe stężenie Cd i Pb. Nie stwierdzono podobnych zależności w przypadku metabolitów wtórnych. Przeprowadzone analizy statystyczne potwierdziły występowanie istotnych różnic pomiędzy poszczególnymi miejscowościami a kontrolą oraz w obrębie wybranych prób badawczych. Zdolność porostów do przetrwania w bardzo niekorzystnych warunkach środowiska oraz akumulacji wysokich stężeń metali ciężkich wzbudza nadzieję na ich szersze wykorzystanie w bioremediacji skażonych terenów.pl
dc.affiliationWydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologiipl
dc.contributor.advisorLatkowska, Ewa - 129872 pl
dc.contributor.authorOgar, Wiktoriapl
dc.contributor.departmentbycodeUJK/WBBBpl
dc.contributor.reviewerLatkowska, Ewa - 129872 pl
dc.contributor.reviewerNowicka, Beatryczepl
dc.date.accessioned2022-06-28T21:42:54Z
dc.date.available2022-06-28T21:42:54Z
dc.date.submitted2022-06-28pl
dc.fieldofstudybiotechnologia molekularnapl
dc.identifier.apddiploma-159087-228137pl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/293601
dc.languagepolpl
dc.subject.enbioremediation, Cladonia rei, derivatization, extraction, ergosterol, glutathione, GSH, GSSG, heavy metals, hyperhomosekikaic acid, homosekikaic acid, LC-MS/MS, lichens, lipid peroxidation, MDA, oxidative stress, ROS, secondary metabolites, sekikaic acid, spectrophotometry, TBARS, UPLCpl
dc.subject.plbioremediacja, Cladonia rei, derywatyzacja, ekstrakcja, ergosterol, glutation, GSH, GSSG, kwas hiperhomosekikowy, kwas homosekikowy, kwas sekikowy,,LC-MS/MS, MDA, metabolity wtórne, metale ciężkie, peroksydacja lipidów, porosty, ROS, spektrofotometria, stres oksydacyjny, TBARS, UPLCpl
dc.titleOdporność naziemnego porostu Cladonia rei na zanieczyszczenie metalami ciężkimipl
dc.title.alternativeResistance of the epigeic lichen Cladonia rei to heavy metal contaminationpl
dc.typemasterpl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.enpl
Heavy metal contaminations are a huge problem and challenge nowadays. They jeopardize all living organisms. Heavy metals are the result of natural processes such as volcanic activity or erosion processes and human activity due to industrial, agricultural, and urban development. Lichens are the organisms that can inhabit such areas. They are a unique symbiotic association between the fungal cells - mycobiont, and the green algae and/or cyanobacteria - photobiont. Both components fulfill specific functions, complementing each other. They can produce secondary metabolites that perform several important functions, including protection. They participate in the chelation, trapping or biomineralization of metal ions. Lichens can contribute to the removal of pollutants from the environment, they also act as bioindicators. Uptake of heavy metals by organisms can lead to oxidative stress in cells. Indicators of this state are the levels of the reduced form of glutathione (GSH) and ergosterol, as well as the level of lipid peroxidation products or production of secondary metabolites. The aim of this study was to measure the content of these compounds depending on the intracellular concentration of metals, in particular Cd, Pb, and Zn. An epigeic lichen Cladonia rei was used as the research object The analysis of the content of secondary metabolites was also performed. The level of lipid peroxidation was determined using TBARS analysis. The oxidation products of lipids, especially polyunsaturated fatty acids (PUFAs) form colorful conjugates with thiobarbituric acid (TBA), the main compound involved in the reaction is malondialdehyde (MDA). TBARS content was measured spectrophotometrically. GSH content was determined using the derivatization process followed by UPLC analysis techniques. Ergosterol was extracted using an appropriate solvent and then the extract was subjected to chromatographic separation, similarly secondary metabolites. The results show a significant decrease in GSH and ergosterol content and an increase in TBARS content in response to intracellular heavy metal concentrations. No similar relationship was shown for secondary metabolites. Statistical analyses confirmed the presence of significant differences between localities and controls and within the selected study samples. The ability of lichens to survive in very unfavorable environmental conditions and the ability to accumulate high concentrations of heavy metals hopes for their use in the bioremediation of contaminated sites.
dc.abstract.plpl
Skażenia metalami ciężkimi są ogromnym problemem i wyzwaniem współczesnych czasów. Stanowią zagrożenie dla wszystkich organizmów żywych. Są skutkiem naturalnych procesów, jak aktywność wulkaniczna czy procesy erozji oraz efektem przemysłowej i rolniczej działalności człowieka, a także urbanizacji. Organizmami posiadającymi zdolność zasiedlania obszarów skażonych są porosty, czyli wyjątkowy układ symbiotyczny pomiędzy komórkami grzyba – mikobionta, a komórkami zielenicy lub sinicy, czyli fotobionta. Oba komponenty pełnią określone funkcje, wzajemnie się uzupełniając. Posiadają zdolność produkcji metabolitów wtórnych pełniących szereg ważnych funkcji, w tym ochronnych. Związki te uczestniczą m.in. w chelatowaniu, pułapkowaniu czy biomineralizacji jonów metali. W ten sposób porosty mogą przyczyniać się do usuwania zanieczyszczeń ze środowiska, pełnią także rolę bioindykatorów. Pobieranie metali ciężkich przez organizmy może wywoływać stan stresu oksydacyjnego w komórkach. Wskaźnikami tego stanu są m.in. poziom zredukowanej formy glutationu (GSH) i ergosterolu, a także poziom produktów peroksydacji lipidów czy produkcja metabolitów wtórnych. Celem przeprowadzonych badań był pomiar zawartości tych związków w zależności od wewnątrzkomórkowego stężenia metali, a w szczególności Cd, Pb i Zn, w plechach Cladonia rei. Poziom peroksydacji lipidów oznaczono wykorzystując analizę TBARS. Produkty utleniania lipidów, a w szczególności wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (PUFA) tworzą barwne koniugaty z kwasem tiobarbiturowym (TBA), głównym związkiem biorącym udział w reakcji jest dialdehyd malonowy (MDA). Zawartość TBARS zmierzono spektrofotometrycznie. Zawartość GSH oznaczono wykorzystując proces derywatyzacji, a następnie technikę wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Ergosterol ekstrahowano z użyciem etanolu, a następnie ekstrakt poddano rozdziałowi chromatograficznemu. W podobny sposób oznaczono zawartość metabolitów wtórnych. Uzyskane wyniki wykazały wyraźny spadek zawartości GSH i ergosterolu oraz wzrost zawartości TBARS w odpowiedzi na wewnątrzkomórkowe stężenie Cd i Pb. Nie stwierdzono podobnych zależności w przypadku metabolitów wtórnych. Przeprowadzone analizy statystyczne potwierdziły występowanie istotnych różnic pomiędzy poszczególnymi miejscowościami a kontrolą oraz w obrębie wybranych prób badawczych. Zdolność porostów do przetrwania w bardzo niekorzystnych warunkach środowiska oraz akumulacji wysokich stężeń metali ciężkich wzbudza nadzieję na ich szersze wykorzystanie w bioremediacji skażonych terenów.
dc.affiliationpl
Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii
dc.contributor.advisorpl
Latkowska, Ewa - 129872
dc.contributor.authorpl
Ogar, Wiktoria
dc.contributor.departmentbycodepl
UJK/WBBB
dc.contributor.reviewerpl
Latkowska, Ewa - 129872
dc.contributor.reviewerpl
Nowicka, Beatrycze
dc.date.accessioned
2022-06-28T21:42:54Z
dc.date.available
2022-06-28T21:42:54Z
dc.date.submittedpl
2022-06-28
dc.fieldofstudypl
biotechnologia molekularna
dc.identifier.apdpl
diploma-159087-228137
dc.identifier.uri
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/293601
dc.languagepl
pol
dc.subject.enpl
bioremediation, Cladonia rei, derivatization, extraction, ergosterol, glutathione, GSH, GSSG, heavy metals, hyperhomosekikaic acid, homosekikaic acid, LC-MS/MS, lichens, lipid peroxidation, MDA, oxidative stress, ROS, secondary metabolites, sekikaic acid, spectrophotometry, TBARS, UPLC
dc.subject.plpl
bioremediacja, Cladonia rei, derywatyzacja, ekstrakcja, ergosterol, glutation, GSH, GSSG, kwas hiperhomosekikowy, kwas homosekikowy, kwas sekikowy,,LC-MS/MS, MDA, metabolity wtórne, metale ciężkie, peroksydacja lipidów, porosty, ROS, spektrofotometria, stres oksydacyjny, TBARS, UPLC
dc.titlepl
Odporność naziemnego porostu Cladonia rei na zanieczyszczenie metalami ciężkimi
dc.title.alternativepl
Resistance of the epigeic lichen Cladonia rei to heavy metal contamination
dc.typepl
master
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
12
Views per month
Views per city
Ruda Śląska
2
Katowice
1
Krakow
1
Krzeszowice
1
Wroclaw
1

No access

No Thumbnail Available
Collections