Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Vai trò của các axit hữu cơ từ thổ nhưỡng và rễ trong quá trình tích lũy Cd của hai giống ớt cay
Tóm tắt
Các giống ớt cay (Capsicum annuum L.) có khả năng tích lũy Cd khác nhau trong trái của chúng. Trước đây, chúng tôi đã đề xuất rằng các giống có hàm lượng Cd thấp hấp thu nhiều Cd hơn, nhưng lại có khả năng ngăn chặn sự chuyển dịch Cd từ rễ đến các phần trên không tốt hơn. Tuy nhiên, cơ chế liên quan đến những quá trình đó vẫn chưa rõ ràng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khám phá vai trò của các phân đoạn Cd trong thổ nhưỡng xung quanh rễ và các chất tiết từ rễ có trọng lượng phân tử thấp trong việc hấp thu, chuyển dịch và tích lũy Cd ở một giống có hàm lượng Cd thấp và một giống có hàm lượng Cd cao. Kết quả cho thấy không có sự khác biệt đáng kể về Cd có thể trao đổi giữa thổ nhưỡng xung quanh rễ của hai giống, điều này có thể liên quan đến khả năng hấp thụ Cd của rễ tương tự của chúng. Tổng hàm lượng các axit hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp được tiết ra từ rễ của giống có hàm lượng Cd thấp gần như bằng với lượng tiết ra từ rễ của giống có hàm lượng Cd cao ở cùng một mức Cd; tuy nhiên, thành phần các axit hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp lại được xác định bởi các giống và mức độ tiếp xúc với Cd. Trong điều trị với Cd cao hơn (10 μM), rễ của giống có hàm lượng Cd thấp bài tiết ít axit tartaric hơn đáng kể và nhiều axit oxalic và acetic hơn so với giống có hàm lượng Cd cao. Thêm vào đó, không có sự khác biệt về nồng độ của axit citric hoặc axit succinic giữa hai giống. Những kết quả này chỉ ra rằng một số loại axit hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp được bài xuất từ rễ ớt cay đã đóng vai trò quan trọng trong sự khác biệt về tích lũy Cd giữa các giống có hàm lượng Cd thấp và cao.
Từ khóa
#khả năng tích lũy Cd #giống ớt cay #axit hữu cơ #thổ nhưỡng xung quanh rễ #chuyển dịch CdTài liệu tham khảo
Chairidchai P, Ritchie G (1993) The effect of citrate and pH on zinc uptake by wheat. Agron J 85:322–328
Chen B-C, Lai H-Y, Lee D-Y, Juang K-W (2011) Using chemical fractionation to evaluate the phytoextraction of cadmium by switchgrass from Cd-contaminated soils. Ecotoxicology 20:409–418
Cieslinski G, Van Rees K, Szmigielska A, Huang P (1997) Low molecular weight organic acids released from roots of durum wheat and flax into sterile nutrient solutions. J Plant Nutr 20:753–764
Cieśliński G, Van Rees K, Szmigielska A, Krishnamurti G, Huang P (1998) Low-molecular-weight organic acids in rhizosphere soils of durum wheat and their effect on cadmium bioaccumulation. Plant Soil 203:109–117
Evans A Jr (1991) Influence of low molecular weight organic acids on zinc distribution within micronutrient pools and zinc uptake by wheat. J Plant Nutr 14:1307–1318
Gobran GR, Clegg S, Courchesne F (1999) The rhizosphere and trace element acquisition in soils (vol. 225). CRC Press, Boca Raton
Grant C, Clarke J, Duguid S, Chaney R (2008) Selection and breeding of plant cultivars to minimize cadmium accumulation. Sci Total Environ 390:301–310
Greger M, Landberg T (2008) Role of rhizosphere mechanisms in Cd uptake by various wheat cultivars. Plant Soil 312:195–205
Greger M, Löfstedt M (2004) Comparison of uptake and distribution of cadmium in different cultivars of bread and durum wheat. Crop Sci 44:501–507
Günther K, Ji G, Kastenholz B (2000) Characterization of high molecular weight cadmium species in contaminated vegetable food. Fresenius J Anal Chem 368:281–287
Guo T-R, Zhang G-P, Zhou M-X, Wu F-B, Chen J-X (2007) Influence of aluminum and cadmium stresses on mineral nutrition and root exudates in two barley cultivars. Pedosphere 17:505–512
Hinsinger P, Gobran GR, Gregory PJ, Wenzel WW (2005) Rhizosphere geometry and heterogeneity arising from root-mediated physical and chemical processes. New Phytol 168:293–303
Hu L, McBride MB, Cheng H, Wu J, Shi J, Xu J, Wu L (2011) Root-induced changes to cadmium speciation in the rhizosphere of two rice (Oryza sativa L.) genotypes. Environ Res 111:356–361
Jones DL (1998) Organic acids in the rhizosphere—a critical review. Plant Soil 205:25–44
Jones DL, Darah PR, Kochian LV (1996) Critical evaluation of organic acid mediated iron dissolution in the rhizosphere and its potential role in root iron uptake. Plant Soil 180:57–66
Krotz RM, Evangelou BP, Wagner GJ (1989) Relationships between cadmium, zinc, Cd-peptide, and organic acid in tobacco suspension cells. Plant Physiol 91:780–787
Lin Q, Chen Y, Chen H, Yu Y, Luo Y, Wong M (2003) Chemical behavior of Cd in rice rhizosphere. Chemosphere 50:755–761
Liu J, Qian M, Cai G, Zhu Q, Wong MH (2007) Variations between rice cultivars in root secretion of organic acids and the relationship with plant cadmium uptake. Environ Geochem Health 29:189–195
Lu R (2000) Methods of soil and agro-chemical analysis. Agricultural Science and Technology Press, Beijing
Nigam R, Srivastava S, Prakash S, Srivastava M (2001) Cadmium mobilisation and plant availability—the impact of organic acids commonly exuded from roots. Plant Soil 230:107–113
Pan J, Plant JA, Voulvoulis N, Oates CJ, Ihlenfeld C (2010) Cadmium levels in Europe: implications for human health. Environ Geochem Health 32:1–12
Rosas A, Rengel Z, de la Luz MM (2007) Manganese supply and pH influence growth, carboxylate exudation and peroxidase activity of ryegrass and white clover. J Plant Nutr 30:253–270
Tessier A, Campbell PG, Bisson M (1979) Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Anal Chem 51:844–851
Wong S, Li X, Zhang G, Qi S, Min Y (2002) Heavy metals in agricultural soils of the Pearl River Delta, South China. Environ Pollut 119:33–44
Xie X, Weiss DJ, Weng B, Liu J, Lu H, Yan C (2013) The short-term effect of cadmium on low molecular weight organic acid and amino acid exudation from mangrove (Kandelia obovata (S., L.) Yong) roots. Environ Sci Pollut Res 20:997–1008
Xin J, Huang B, Liu A, Zhou W, Liao K (2013) Identification of hot pepper cultivars containing low Cd levels after growing on contaminated soil: uptake and redistribution to the edible plant parts. Plant Soil 373:415–425
Xin J, Huang B, Dai H, Liu A, Zhou W, Liao K (2014) Characterization of cadmium uptake, translocation, and distribution in young seedlings of two hot pepper cultivars that differ in fruit cadmium concentration. Environ Sci Pollut Res 21:7449–7456
Zabowski D (1989) Limited release of soluble organics from roots during the centrifugal extraction of soil solutions. Soil Sci Soc Am J 53:977–979