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

  • Dharmendra H. Prajapati Laboratory of Plant Physiology, Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences, University of Groningen, The Netherlands; Department of Biotechnology, Hemchandracharya North Gujarat University, Patan, Gujarat, India
  • Ties Ausma Laboratory of Plant Physiology, Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences, University of Groningen, The Netherlands
  • Jorik de Boer Laboratory of Plant Physiology, Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences, University of Groningen, The Netherlands
  • Malcolm J. Hawkesford Plant Sciences Department, Rothamsted Research, Harpenden, United Kingdom
  • Luit J. De Kok Laboratory of Plant Physiology, Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences, University of Groningen, The Netherlands
Schlagworte: Toxische Metalle; Schwermetalle; Nickel; Schwefel; Thiole; Glutathion; Mineralstoffzusammensetzung

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.

Veröffentlicht
2020-09-01
Rubrik
Originalarbeit-Kurzmitteilung