Copper toxicity and sulfur metabolism in Chinese cabbage
Datum: 14 oktober 2011
Promotie: dhr. M. Shahbaz, 12.45 uur, Aula Academiegebouw, Broerstraat
5, Groningen
Proefschrift: Copper toxicity and sulfur metabolism in Chinese cabbage
Promotor(s): prof.dr. J.T.M. Elzenga
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen
Rol zwavel bij giftigheid van koper in Chinese kool
Koper (Cu) is een essentiële voedingsstof voor planten, maar kan bij
verhoogde concentraties in het wortelmilieu ook toxisch worden.
Muhammad Shahbaz onderzocht in Chinese kool enerzijds de fysiologische
basis van de toxiciteit van Cu en anderzijds het belang van het
zwavelmetabolisme hierbij.
Landbouwgronden kunnen verontreinigd zijn met Cu en andere giftige
metalen, als gevolg van intensieve landbouw, het gebruik van dierlijke
meststoffen en van Cu-houdende fungiciden. Te hoge Cu-concentraties
hebben niet alleen een negatieve invloed op de groei en fysiologie van
planten, maar vormen ook een risico voor de voedselketen.
Uit het onderzoek van Shahbaz bleek dat verhoogde Cu^2+-concentraties
(> 2 µM) in het wortelmilieu toxisch zijn voor Chinese kool. De
aanwezigheid van UV leidde tot een sterk verhoogde-Cu-toxiciteit in de
plant. Verhoogde Cu^2+-concentraties leidden tot een ophoping van
sulfaat in de spruit en tot een verhoogde synthese van andere
zwavelrijke verbindingen (vooral fytochelatinen en glutathion) in de
wortel. Verhoogde Cu^2+-concentraties verstoorden de regulatie van de
opname en assimilatie van zwavel, maar er was geen directe relatie
tussen de zwavelvoorziening van de plant en de Cu-toxiciteit. In het
algemeen wordt aangenomen dat sulfaat zelf, of producten van de
zwavelassimilatie, o.a. glutathion, fungeren als signaalverbindigen in
de regulatie van de expressie en activiteit van de sulfaattransporters.
Maar bij verhoogde Cu-concentraties bleek er geen enkel verband te
bestaan tussen de gehaltes van deze verbindingen en expressie en
activiteit van de sulfaattransporters. Mogelijk vervult H S als gas
een signaalfunctie in de interactie tussen de sulfaatreductie in de
chloroplast/plastide en de transcriptie van de sulfaattransporters in
de celkern. Een Cu-geïnduceerde afname van de subcellulaire
H S-concentratie, als gevolg van een directe reactie van Cu met
H S, zou verantwoordelijk kunnen zijn voor de waargenomen
veranderingen in de expressie en activiteit van de sulfaattransporters
in Chinese kool.
Muhammad Shahbaz (Pakistan, 1981) studeerde biologie aan de
Rijksuniversiteit Groningen en deed daar ook zijn promotieonderzoek,
bij de afdeling Plantenfysiologie. Hij werd financieel ondersteund met
een beurs van de Pakistaanse Higher Education Commission en door de
Nuffic. Na zijn promotie keert hij terug naar Pakistan, waar hij
universitair docent en onderzoeker wordt.
Laatst gewijzigd: 04 oktober 2011 11:08
Rijksuniversiteit Groningen