Nickeltoxizität bei <em>Brassica rapa</em> Sämlingen: Einfluss auf den Schwefelstoffwechsel und den Mineralstoffgehalt

Abstract

Weltweit haben anthropogene Aktivitäten zu erhöhten Nickel­gehalten im Boden (Ni²⁺) geführt, was sich negativ auf die Pflanzenproduktivität auswirken kann. Der physiologische Hintergrund der Ni²⁺ Phytotoxizität ist noch weitgehend unklar. Eine zehntägige Exposition von Brassica rapa Sämlingen mit 1, 2 und 5 μM NiCl₂ führte zu stark erhöhten Ni Gehalten im Gewebe, einer verringerten Biomasseproduktion und zu Blattchlorosen bei Konzentrationen von ≥ 2 μM Ni²⁺. Bei einer Konzentration von 5 μM Ni²⁺ war kein Pflanzenwachstum mehr zu beobachten. Eine Ni Toxizität trat auf, wenn der Ni Gehalt im Sprosses 1,0 μmol g^–1 Trockengewicht und der in der Wurzel 23 μmol g^–1 Trockengewicht überschritt. Eine Ni²⁺ Exposition von 2 μM beein­flusste den Mineralstoffgehalt in Spross und Wurzel nur geringfügig. Daher beeinflusste eine Ni²⁺ Exposition die Gehalte an Schwefelmetaboliten in der Pflanze kaum. Bei ≥ 1 μM Ni²⁺ war der Gesamtschwefelgehalt der Wurzel nur geringfügig erniedrigt, was vollständig auf einen verminderten Sulfatgehalt zurückzuführen war. Darüber hinaus war der Gehalt an wasserlöslichen Nicht-Protein-Thiolen sowohl im Spross als auch in der Wurzel nur bei 5 μM Ni²⁺ erhöht. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass der Schwefelstoffwechsel wahrscheinlich nicht direkt an den Ni²⁺ Toleranzmechanismen von B. rapa beteiligt ist.