The effect of arsenic(V) on superoxide dismutase activity in selected callus genotypes of Caucasian fir Abies nordmanniana (Steven) Spach

Superoxide dismutases (SOD) are considered to be one of the most effective antioxidant enzymes. They regulate the concentration of reactive oxygen species (ROS) such as O2•¯ and H2O2 in plant cells. The following study examined the effect of arsenic(V) contained in the medium on the activity of superoxide dismutase in selected callus genotypes of Caucasian fir Abies nordmanianna (Steven) Spach (6, 11, 22). The culture was carried out on SH medium without the addition of As(V) (control group) and with the addition of As(V) (experimental group) for 2 weeks, after which the material was taken into eppendorf tubes, frozen in liquid nitrogen and stored at -80°C. To measure SOD activity, the material was thawed, ground with addition of extraction buffer and centrifuged for 15 min at 4°C. The extract obtained after centrifugation was transferred to a 48-well plate, along with SOD activity buffer and riboflavin solution. Next, absorbance for t = 0 min at 560 nm was measured, after which the plate was irradiated for 2 minutes. After the irradiation, the plate absorbance at 560 nm was measured again. The irradiation procedure was repeated until t = 16 min. SOD activity was normalized for protein content in 1g of fresh callus mass determined by Lowry. The average percentage of water content was also determined for each genotype and the protein content in 1g dry callus weight was calculated on its basis. The average water content was 96.81 ± 0,53%, and the protein content in dry mass was different from the protein content in fresh mass. Higher SOD activities were reported for samples untreated with As(V) (control group), of which the highest value was assigned to genotype 6. SOD activity also seems to depend on the genotype tested, but in order to draw more reliable conclusions, measurements should be repeated increasing the number of repetitions.

Dysmutazy ponadtlenkowe (SOD) uważane są za jedne z najskuteczniejszych enzymów antyoksydacyjnych. Regulują one stężenia reaktywnych form tlenu (RFT), takich jak O2•¯ oraz H2O2 w komórkach roślinnych. W poniższej pracy badano wpływ arsenu(V) zawartego w pożywce na aktywność dysmutazy ponadtlenkowej w wybranych genotypach kalusa jodły kaukaskiej Abies nordmanianna (Steven) Spach (6, 11, 22). Hodowlę prowadzono przez 2 tygodnie, na pożywce SH bez dodatku As(V) (próba kontrolna) oraz z dodatkiem As(V) (próba badawcza) po czym materiał pobierano do probówek typu eppendorf, zamrażano w ciekłym azocie i przechowywano w -80°C. W celu przeprowadzenia pomiaru aktywności SOD materiał rozmrażano, ucierano z dodatkiem buforu do ekstrakcji i wirowano przez 15 min w 4°C. Ekstrakt uzyskany po odwirowaniu przenoszono na płytkę 48-dołkową wraz z buforem do oznaczania aktywności SOD oraz roztworem ryboflawiny. Kolejno mierzono absorbancję dla t = 0 min przy długości fali 560 nm, po czym płytkę naświetlano przez 2 minuty. Po zakończeniu naświetlania ponownie mierzono absorbancję płytki dla fali o długości 560 nm. Procedurę naświetlania powtarzano, aż do osiągnięcia t = 16 min. Aktywność SOD normalizowano na zawartość białka w 1g świeżej masy kalusa. Zawartość białka określano metodą Lowry’ego. Dla każdego genotypu oznaczano również średnią procentową zawartość wody i na jej podstawie wyliczano zawartość białka w 1g suchej masy kalusa. Średnia procentowa zawartość wody wynosiła 96,81 ± 0,53%, a zawartość białka w przeliczeniu na suchą masę była różna od zawartości białka w przeliczeniu na świeżą masę. Wyższe aktywności SOD odnotowano dla próbek nietraktowanych As(V), z czego najwyższa wartość była przypisana do genotypu 6. Aktywność SOD wydaje się więc być hamowana pośrednio lub bezpośrednio przez As(V) i zależeć od genotypu kalusa, jednak w celu wyciągnięcia rzetelniejszych wniosków należałoby powtórzyć pomiary zwiększając liczbę powtórzeń i różnorodność genotypów.