Air pollution effects on structure, proteins and flavonoids in pollen grains of Thuja orientalis L. (Cupressaceae)

Abstract

Increase in the levels of air pollution due to the increase in industrial and agricultural technology has prompted investigation of mechanisms that contribute to air pollution tolerance in plants. Pollen grains of Thuja orientalis were collected from controlled (less polluted) and polluted areas (mainly SO 2 , NO 2 , CO, HC and APM). Thuja pollen is considered inaperturate and granulate. The exine is shed during rehydration, leaving the male gametophyte naked. The pollen grains collected from polluted areas are smaller and more fragile compared to control ones. The exine splitting is faster and higher in polluted pollen grains. SDS-PAGE (sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis) pattern do not show significant differences in polluted pollen than those in the control group. HPLC (high pressure liquid chromatography) analysis demonstrates that air pollution induces flavonoids accumulation to significantly higher levels in polluted pollen than in controlled ones. These observations suggest that plants try to respond suitably by adjusting their metabolism so that minimum damage is done due to air pollutants. Their protective responses may include an increase in antioxidant enzymes and metabolites and induction of protection-related secondary metabolite genes especially flavonoids.

Effects of NO<sub>2</sub> on Inflorescence Length, Pollen/Seed Amount and Phenolic Metabolites of Common Ragweed (<i>Ambrosia artemisiifolia</i> L.)

“…Changes in individual phenolic metabolites have also been reported in A. artemisiifolia pollen upon CO 2 and/or drought stress [43], whereas no changes were observed upon ozone fumigation [14]. The pollen of several other plants species that were sampled from polluted and less-polluted areas showed an increased amount of individual flavonoids [44] [45]. These data indicate that individual stress will differentially affect the flavonoid composition.…”

Anatomical and Biochemical Aspects of Thevetia Peruviana L. A Commonly Planted Roadside Tropical Shrub of Bhubaneswar, Odisha

“…The disappearance of some proteins and the de novo synthesis of others were resulted from SDS-PAGE analysis, which indicates the impact of air pollution on plants. Similar experiments also conducted by several workers to evaluate the major changes of protein in different plant species exposed to air pollution [11,35,36].…”

Особенности Развития Мужского Гаметофита Сосны Обыкновенной Pinus Silvestris L. В Условиях Городской Среды

“…Таким образом, наряду с природно-климатическими факторами, различные загрязнители атмосферы также оказывают заметное влияние на генеративные органы сосны (Третьякова, Носкова, 2004;Rezanejad, 2009;Cuinica, 2014 и др.). Сравнительный анализ проб пыльцы, собранной с различных площадок г. Барнаула, свидетельствует о существенных различиях показателя ее жизнеспособности (рис.…”

“…Экосистемы города испытывают огромную нагрузку хозяйственной и промышленной деятельности человека, под влиянием которой происходит трансформация природной среды (Rezanejad, 2009;Sénéchal et al, 2015). Барнаул не является исключением, поскольку это достаточно крупный промышленный и административный центр Алтайского края, узел шоссейных и административных дорог.…”

“…В связи с высокой уязвимостью мужской генеративной сферы большой интерес проявлен к исследованию процессов микроспорогенеза у различных хвойных видов. Авторами показано, что в условиях дестабилизации среды сокращается число стробилов на побеге, формируется пыльца низкого качества, изменяются ее размеры, снижается содержание крахмала в пыльцевых зернах и способность их прорастать на искусственных средах, возрастает количество хромосомных аномалий (Третьякова, Носкова, 2004;Бажина, 2005;Хлебова, Ерещенко, 2013;Rezanejad, 2009).…”