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Die Rolle von Rhizosphären-Mikroorganismen bei der Hyper-Toleranz und Hyper-Akkumulation von Schwermetallen in Pflanzen auf Serpentin-Boden

Projektleitung
Wenzel Walter, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.02.2002-31.01.2005
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Projektpartner*innen
Forschungszentrum Seibersdorf GesmbH, A-2444 Seibersdorf, Österreich.
Funktion des Projektpartners: Partner

Weitere Informationen: http://www.rhizo.at

Mitarbeiter*innen
Strauss Joseph, Projektmitarbeiter/in
Puschenreiter Markus, Projektmitarbeiter/in
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Bodenforschung
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Projektziel ist die Aufklärung der Wechselwirkung von Boden-Mikroorganismen mit schwermetall-toleranten und ¿akkumulierenden Pflanzen auf Serpentin-Boden.

Serpentin-Böden stellen einen Extremstandort für die Besiedelung von Pflanzen dar, da sie einerseits hohe Schwermetall-Gehalte andererseits nur geringe Nährstoffgehalte aufweisen. Die an diesen Standort angepassten Pflanzen haben eine sehr hohe Toleranz gegenueber diesen Schwermetallen (Hyper-Toleranz), einige haben auch die Fähigkeit entwickelt, diese Schwermetalle auch in extrem hohen Mengen zu speichern (Hyper-Akkumulatoren).

Über die Prozesse im Wurzelraum (Rhizosphäre) zur Metall-Verfügbarkeit weiß man noch sehr wenig. V.a. die Rolle von Wurzel-Ausscheidungen bei der Metall-Mobilisierung bzw. ¿Immobilisierung ist noch weitgehend ungeklärt. Da in der Rhizosphäre auch immer erhöhte mikrobielle Aktivitäten induziert werden, ist zu erwarten, dass diese eine wesentliche Rolle bei der Verfügbarkeit der Metalle für die Pflanzen und damit bei der Anpassung an diesen Standort spielen. Über die Wechselwirkung zwischen Pflanzenwurzeln und Rhizosphären-Mikroorganismen ist nur sehr wenig bekannt.

In diesem Projekt sollen daher folgende Punkte anhand von Thlaspi goesingense (Akkumulator) und Silene vulgaris (Tolerant) näher untersucht werden:
Die Biogeochemie der Schwermetalle am Serpentinstandort unter Einfluß zweier verschiedener pflanzlicher Strategien (Toleranz und Akkumulation).

Wurzelausscheidungen und deren Einfluss auf die Schwermetall-Mobilität sowie deren mikrobielle Umsetzung.
Isolierung und Charakterisierung von Mikroorganismen im Wurzelraum von Metall-toleranten und ¿akkumulierenden Pflanzen sowie deren Wechselwirkung mit Wurzelausscheidungen.

Aufklärung der Rolle von Mykorrhiza-Pilzen bei der Metall-Toleranz.
Diese Versuche sollen zu einem besseren Verständnis der Interaktion von Pflanzen mit Boden-Mikroorganismen auf einem schwermetallbelasteten Standort beitragen. Diese Erkenntnisse könnten auch zu einer Verbesserung der Phytosanierungs-Technologien beitragen.
Schlagworte
Genetik; Pflanzenphysiologie; Bodenkunde;
Bodenmikroorganismen; Hyperakkumulation; Rhizosphäre; Serpentinboden; Thlaspi;
Publikationen

** Vyslouzilova, M; Puschenreiter, M; Wieshammer, G; Wenzel, WW Rhizosphere characteristics, heavy metal accumulation and growth performance of two willow (Salix x rubens) clones.

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Puschenreiter, M., Sessitsch, A., Weilharter, A., Idris, R., Wenzel, W.W. (2005): Effect of rhizosphere microbes and endophytes on Ni hyperaccumulation by Thlaspi goesingense.
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Schnepf, A., Himmelbauer, M.L., Puschenreiter, M., Schrefl, T., Lombi, E., Fitz, W.J., Loiskandl, W., Wenzel, W.W. (2005): Model development for simulating the bioavailability of Ni to the hyperaccumulator Thlaspi goesingense.

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Ländlicher Raum, 1/2003, 18-20

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Strauss, J., Wenzel, W.W. (2001): Steine zum Leben erwecken..

16.03.2001, Beitrag in der ORF Wissenschafts Sendung "Modern Times"von Sonja Bettel FullText

Wenzel, W.W., Strauss, J. (2001): Natur heilt Natur..

Beitrag im Wissenschaftsmagazin von 3SAT, "NANO" FullText

Vorträge

Hauser, M-T (2008): The potential of association studies for heavy metal remediation technologies by willows (Salix caprea).

, COST 859 Workshop: Contaminants and nutrients: availability, accumulation/exclusion and plant-microbia-soil interactions, Mai 22– 24, 2008, Smolenice, Slovakia

Puschenreiter, M., Idris, R., Plestenjak, S., Sessitsch, A., Wenzel, W.W. (2003): Plant-induced and microbial processes in the rhizosphere of the nickel hyperaccumulator Thlaspi goesingense..

Achievements and Prospects of Phytoremediation in Europe. Final Workshop and Management Committee Meeting, October 15-18, Wien

Puschenreiter, M., Wenzel, W.W. (2003): Phytoremediation - a plant-microbe based method to clean up the contaminated environment.

Conference on Water and Society, 19.-21.11. 2003, BOKU - University of Natural Resources and Applied Life Sciences, Vienna FullText

Puschenreiter, M., Bunkowski, M., Wieczorek, S., Horak, O., Wenzel, W.W. (2002): Rhizosphere studies on the hyperaccumulation of metals - Implications for phytoremediation.

Leben und Überleben - Konzepte für die Zukunft, 18. - 21. Nov, BOKU Wien

Puschenreiter, M., Bunkowski, M., Wieczorek, S., Plestenjak, S., Horak, O., Wenzel, W.W. (2002): Mechanisms of metal mobilisation in the rhizosphere on the Ni hyperaccumulator Thlaspi goesingense - Implications for the phytoremediation of contaminated soils.

SEGH Conference Heavy metal contamination and the quality of life, 4. - 6. September, Debrecen, Hungary

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