Verbesserung der Phytoextrakionseffizienz von Salix caprea.
Abstract
Schwermetallkontaminierte Böden sind ein brisantes weltweites Problem für die Landwirtschaft und Gesundheit von Mensch und Tier. Obwohl Schwermetalle auch für Pflanzen schädlich sind, findet man einige Arten, die an kontaminierte Böden angepasst sind und z.B. Cadmium (Cd) und Zink (Zn) aus kontaminierten Böden aufnehmen und in hohen Konzentrationen in Blättern speichern. Diese Pflanzen können für eine vielversprechende, kostengünstige und nachhaltige Bodensanierungstechnologie, die Phytoextraktion, einsetzt werden. Alleine in Österreich gibt es vermutlich ca. 30.000 belastete Standorte, die durch Phytosanierung gesäubert werden könnten. In einem Vorprojekt haben wir schnellwüchsige Weiden (Salix caprea) aus kontaminierten und nicht-kontaminierten Standorten auf Ihre Fähigkeit untersucht, Cd und Zn zu tolerieren, und in hohen Konzentrationen in Blättern zu akkumulieren. Unsere S. caprea Isolate unterschieden sich bis zu 14fach in Bezug auf die Blattbiomasse und deren Schwermetallkonzentration. Auf der Suche nach den molekularen Ursachen dieser außerordentlichen physiologischen Aktivität konnten Gene identifiziert werden, die fast ausschließlich in den Isolaten aktiviert wurden, die Cd und Zn ausgesetzt waren und besonders hohe Konzentrationen dieser Schwermetalle in den Blättern aufwiesen. Dieses multidisziplinäre Projekt untersucht das Wurzelwachstumsverhalten der unterschiedlichen S. caprea Isolate auf kontaminierten und nicht-kontaminierten Böden, deren morphologische Besonderheiten sowie die subzelluläre Lokalisation der Schwermetalle. Weiterhin soll die Funktion von Genen, die vermutliche eine Rolle in der Cd und Zn Akkumulation eine Rolle spielen genauer untersucht werden. Die erwarteten Ergebnisse des Projektes sind: i) ein besseres Verständnis der Mechanismen der erhöhten Toleranz und Akkumulation bei S. caprea, ii) Einblick in die Wirkungsweise der entsprechenden Gene und deren Produkte und iii) die Auslotung der Übertragbarkeit der Hyperakkumulatonseigenschaften auf andere Pflanzen. Die genaue Kenntnis der genetischen und biologischen Prozesse soll letztlich dazu beitragen, Kriterien für die Auswahl der effizientesten Pflanzen zu etablieren und den Phytosanierungsprozess für die kommerzielle Nutzung zu optimieren.
Schwermetallakkumlation Phytoextration Wurzelarchitektur Schwermetalllokalisation Biomasse Weide
Publikationen
Does Heavy Metal Induced Gene Expression Correlate with Zn and Cd Accumulation Capacities of the Willow Salix caprea?
Autoren: Windhager C, Türktas M, Langer I, Puschenreiter M, Hauser M-T Jahr: 2009
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Root anatomical responses of two Salix caprea isolates growing in different environmental conditions.
Autoren: Vaculík M, Lux A, Puschenreiter M, Langer I, Windhager C, Adlassnig W, Lichtscheidl I, Hauser M-T Jahr: 2009
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Differentiation of metallicolous and non-metallicolous Salix caprea populations based on phenotypic characteristics and nuclear microsatellite (SSR) markers.
Autoren: Puschenreiter, M; Türktaş, M; Sommer, P; Wieshammer, G; Laaha, G; Wenzel, WW; Hauser, MT; Jahr: 2010
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Varying heavy metal accumulation and tolerance of natural Salix caprea isolates correlates with genome architecture and activity.
Autoren: Windhager C, Adlassnig W, Türktas M, Langer I, Puschenreiter M, Lichtscheidl I, Hauser M-T Jahr: 2010
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
EDX localisation of toxic heavy metals in Salix caprea (Salicaceae)
Autoren: Adlassnig W., Langer I., Puschenreiter M., Vaculik M., Lichtscheidl I. K. Jahr: 2010
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Novel cell wall associated genes involved in heavy metal stress responses from Salix caprea.
Autoren: Hauser M-T, Shi S, Puschenreiter M, Hermann G, Köllensperger G, Konlechner C Jahr: 2014
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Mitarbeiter*innen
Marie-Theres Hauser
Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Marie-Theres Hauser
marie-theres.hauser@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-94240
BOKU Projektleiter*in
01.03.2008 - 28.02.2013
Markus Puschenreiter
Priv.-Doz. Dr. Markus Puschenreiter
markus.puschenreiter@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-91143, 91163
Sub-Projektleiter*in
01.03.2008 - 28.02.2013
BOKU Partner
Externe Partner
Cell Imaging and Ultrastructure Research_x000D_ University of Vienna
Ao Univ. Prof. Dr. Irene Lichtscheidl
Partner