Unterschiedliche Cadmiumaufnahme von Kulturpflanzen - Wurzelphysiologische und rhizosphärenchemische Ursachen

• Applicant: Dr. Bernd Steingrobe
• Subject Area: Soil Sciences
• Term: from 2007 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 52077268

Pflanzen nehmen unterschiedlich große Mengen Cadmium (Cd) wie auch andere Schwermetalle aus Böden auf. Bei gleichem Cd-Gehalt des Bodens reicht die Spanne im Spross z. B. von 1 mg kg-1 bis 34 mg kg-1. Es ist zwar bekannt, dass Pflanzen sich gegen hohe Cd-Gehalte im Zellinnern durch beispielsweise chelatisierende Peptide schützen können, jedoch ist weitgehend unklar, wie die Pflanzen die Cd-Aufnahme beeinflussen. Die Hypothesen dieses Antrages sind, dass neben der Größe des Wurzelsystems die Aufnahmekinetik sowie Wurzelausscheidungen (Cd-lösend bzw. Cd-komplexierend) die Cd-Aufnahme beeinflussen. Es werden Mais, Sonnenblume, Öllein und Spinat in einem Cd-kontaminierten Boden angezogen und die Cd-Aufnahme bzw. der Cd-Influx mit der jeweiligen Cd-Aufnahmekinetik (bereits in Nährlösung ermittelt) in Verbindung gesetzt. Wurzelexsudate, von Pflanzen, die in Nährlösung bei unterschiedlicher Cd-Konzentration angezogen wurden, werden auf ihre chemische Zusammensetzung mittels HPLC, MS, 2D-Gelelektrophorese und Affinitätschromatographie untersucht. Die Wirkung der Wurzel bzw. ihrer Exsudate auf das Cd-Verhalten im Boden wird mit einer Cd-Fraktionierung des Rhizosphärenbodens und einer Cd-Spezisierung in der Bodenlösung untersucht. Mechanistische Modellrechnungen sollen die einzelnen Teile zusammenführen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr. Norbert Claassen; Privatdozent Dr. Jürgen Niemeyer