MOE-Fellowship: Sladjana Samuilov

Das Potential von Pappeln in der Phytoremediation bei bleikontaminierten Böden

Durch menschliche Aktivitäten steigen zunehmend die Schwermetallkonzentrationen in unserer Umwelt, besonders in Böden. Diese Kontaminationen der Böden auf umweltverträglichem und nachhaltigem Wege zu entfernen ist von großem Interesse für die Forschung. Phytoremediation ist eine Biotechnologie, die Pflanzen zum Reinigen schwermetallbelasteter Medien nutzt, oder auch um degradierte Böden zu verbessern. Kontaminierte Flächen zeichnen sich durch schwierige Bedingungen für das Pflanzenwachstum aus, wie beispielsweise Mangel an Nährstoffen, verschlechterte Bodenstruktur und Bodenwasserkapazität. Für eine erfolgreiche Phytomediation ist eine Pflanzenanpassung auf die speziellen Umweltbedingungen notwendig. Es ist bereits bekannt, dass Pflanzen verschiedene Mechanismen besitzen, mit schwermetallbedingten Stresssituationen besser umzugehen. Dazu gehören die Synthese von Glutathion (GSH) und Phytohelatinen. Die physiologischen Reaktionen und Mechanismen der Pflanzen während einer Anpassung an zwei kombinierte Stressoren wie Schwermetallbelastungen in Böden und Trockenstress sind jedoch weitgehend unerforscht.
Die vorliegende Studie untersucht die Entnahme von Schwermetallen in Böden unter Trockenstress durch den Pappelhybriden Populus x canescens, einem natürlichen Hybrid der Silberpappel (P. alba) und der Zitterpappel (P. tremula)und einer transgenen Linie dieses Hybrides mit erhöhter GSH-Synthese. In Gewächshausversuchen konnte kein statistischer Unterschied zwischen den beiden Hybriden in der frischen und getrockneten Biomasse der Blätter, Stamm und Wurzeln sowie der Größe der Pflanzen festgestellt werden. Es konnte jedoch ein Rückgang der Blattzahl der transgenen Linie während Trockenstresses ohne eine Bleikontaminierung verglichen mit anderen Behandlung beobachtet werden. Zwischen der Blattfläche und der spezifischen Blattfläche konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den unterschiedlichen Behandlungsweisen und den beiden Pappelarten festgestellt werden.
Ziel dieser Studie ist, den Effekt von Blei und Trockenstress auf morphologische Parameter des Pflanzenwachstums aufzuzeigen. Dies soll über folgende Schritte untersucht werden:

1. Bestimmung der Bleitrockentoleranz in einem Wildtyp-Pappelhybriden und einem transgenen Hybriden durch die Analyse der Thiole in jungen und alten Blättern;
2. Prüfung verschiedener Behandlungen auf stabile C- und N-Isotope in jungen und alten Blättern;
3. Und Überprüfung der Kapazität derbeiden Artenfür Schwermetallgewinnungdurch die Untersuchung derKonzentration vonBleiin den Blättern.

Key words: Phytoremediation, Trockenstress, Schwermetalle, GSH Synthese, Populus x canescens, transgene Bäume.