Cadmium-induced effects on developmental processes in a glutathione-deficient Arabidopsis thaliana mutant

Abstract

Wereldwijd kampen vele regio's met bodemvervuiling door Cd. Cadmium wordt opgenomen door planten en vormt zo een risico voor de gezondheid. Cadmium veroorzaakt oxidatieve stress in planten, die zich daartegen verweren met onder andere glutathion (GSH), ook betrokken bij de regulatie van de celcyclus en een alternatieve versie daarvan, namelijk endoreduplicatie. Endoreduplicatie resulteert in polyploïdie en wordt beïnvloed door externe stressfactoren, zoals Cd. Omdat GSH een belangrijke rol speelt in de verdediging tegen Cd, luidt de hypothese dat Cd-geïnduceerde effecten op ontwikkelingsprocessen anders zijn in een GSH-deficiënte A. thaliana mutant. Het ploïdieniveau, de transcriptie van celcyclus gerelateerde genen, het aantal cellen en hun grootte en de vegetatieve en reproductieve groei en overleving werden vergeleken tussen WT en cad2-1 A. thaliana planten die werden blootgesteld aan 5 µM Cd. Daarenboven werd een toxiciteitstest geoptimaliseerd door het meten van genexpressie en flowcytometrie in A. thaliana opgegroeid in 96-well platen. De cad2-1 mutant reageert anders op Cd in verschillende ontwikkelings- en verdedigingsprocessen. Het begrijpen van deze mechanismen kan helpen bij het optimaliseren van fytoremediatiestrategieën om gecontamineerde gebieden schoon te maken. Verder is de 96-well plaat opzet geschikt als screeningsmethode voor Cd-toxiciteit in A. thaliana en kan het gebruikt worden om voor andere contaminanten in andere A. thaliana mutanten te screenen in de toekomst.