Reakce rostlin na toxické spolupůsobení arsenu v kombinaci s kadmiem

Abstract

Arsenic and cadmium are both non-essential, highly toxic and carcinogenic elements that often occur together in the environment. Given the frequent co-contamination of the environment, it is necessary to investigate both plant strategies for dealing with one metal(loid) and the mechanisms that lead to tolerance or, conversely, sensitivity in the presence of both elements. Simultaneous exposure to multiple toxic elements may lead to extensive plant damage, however it may also result in the increasing engagement and intensity of defence strategies. Contamination of the food chain through crops growing on contaminated soils is a major concern, one that poses a risk to both human and animal lives. The aim of this research field is to reduce accumulation and translocation to aboveground edible parts as much as possible, for example by understanding the mechanisms behind heavy metal accumulation and translocation, or by stabilising toxic elements in the soil, or by cleaning up contaminated soil. One method of clean-up is phytoremediation, which usually utilizes plants with high tolerance to toxic elements, called hyperaccumulators. The knowledge of how defence strategies and mechanisms are affected by the interaction of multiple elements is important for identifying plant species capable of activating...

Arsen i kadmium jsou neesenciální, vysoce toxické, karcinogenní prvky, které se v prostředí často vyskytují současně. Vzhledem k časté kontaminaci prostředí oběma prvky je nezbytné zkoumat nejen strategie rostlin pro nakládání s jedním (polo)kovem, ale i mechanismy, které vedou k toleranci či naopak citlivosti v přítomnosti obou prvků. Současná expozice více toxickým prvkům může vést k většímu poškození rostlin, ale může mít také za následek nasazení většího množství a intenzity obranných strategií. Zásadním problémem je kontaminace potravního řetězce skrze plodiny rostoucí na kontaminovaných půdách, což v důsledku představuje riziko pro zdraví lidí i zvířat. Cílem výzkumu v tomto směru je akumulaci a translokaci do nadzemních částí co nejvíce omezit, například pomocí porozumění mechanismům stojícím za akumulací a translokací těžkých kovů, nebo stabilizací toxických prvků v půdě, nebo vyčištěním kontaminované půdy. Jednou z metod čištění půd je fytoremediace, ve které jsou většinou naopak využívány rostliny s vysokou tolerancí vůči toxickým prvkům, nazývané hyperakumulátory. Znalosti o ovlivnění obranných strategií a mechanismů vlivem interakce více prvků jsou důležité pro identifikaci rostlinných druhů schopných aktivovat tyto obranné mechanismy, které mohou být použity pro fytoremediaci na...