Zeitschrift für Pflanzenphysiologie und Pathologie

Mäßiges Uran stört den Ernährungszustand und verursacht oxidativen Stress bei Pisum sativum L.

Gupta DK, Tawussi F, Hamann L und Walther C

Die Umweltverschmutzung durch Radionuklide, insbesondere Uran, ist an vielen kontaminierten Standorten weltweit ein ernstzunehmendes Problem. In unserem vorliegenden Bericht untersuchten wir die Produktion von NO und H2O2 in Pisum sativum sowie die Aufnahme von Mikro-/Makroelementen nach Uranzugabe. Hydroponisch gewachsene Pflanzen (in ergänztem Hoagland-Medium) wurden 5 Tage lang mit zwei verschiedenen Urankonzentrationen ([U]=25 und 50 μM) behandelt. Durch DAF-2DA-Färbung zeigten die Pflanzen bei Behandlungen mit [U]=50 μM sowohl in Wurzeln als auch in Blättern eine verringerte NO-Produktion im Vergleich zur Kontrollgruppe. Andererseits war durch DCF-DA-Färbung die Produktion von H2O2 nach der Behandlung mit [U]=50 μM im Vergleich zur Kontrolle sowohl in Wurzeln als auch in Blättern erhöht. Die Aufnahme von Fe, K, P, S und Cu war in den Wurzeln höher als in den Trieben. Nur die Ca-Aufnahme war bei allen Pflanzen mit oder ohne U-Behandlung in den Trieben höher als in den Wurzeln. Mg und Zn waren auch in den Trieben von mit [U] =50 μM behandelten Pflanzen höher. Die U-Akkumulation war auch in den Wurzeln höher als in den Trieben. Unsere Beobachtung legt nahe, dass U den Ernährungszustand von P. sativum stark stört, eine Situation, die Veränderungen im Zellstoffwechsel hervorrufen und dadurch das Wachstum hemmen könnte. Andere negative Auswirkungen von U auf das Pflanzenwachstum verliefen parallel zum beobachteten Anstieg von H2O2 und oxidativen Schäden an den Wurzel- und Blattmembranen von P. sativum-Pflanzen, was darauf hindeutet, dass oxidativer Stress am toxischen Mechanismus von U beteiligt ist. Daher könnte die durch U induzierte NO-Reduktion in der vorliegenden Arbeit zur Akkumulation von ROS und oxidativem Stress beitragen.