The influence of woody biochar on the root system architecture of Arabidopsis thaliana exposed to cadmium

Abstract

De toepassing van biochar op met cadmium (Cd) verontreinigde bodems kreeg bijzondere aandacht vanwege het vermogen om Cd te stabiliseren en daardoor de opname door de plant te beperken. De huidige studie evalueerde de invloed van houtachtige biochar op de WSA van Arabidopsis thaliana blootgesteld aan Cd. Wortelgroeiparameters van zaailingen gekweekt in verticale agar platen (VAP’s) met biochar en Cd in enkele of gecombineerde toepassing werden gekwantificeerd. Cadmiumconcentraties in zaailingen werden gemeten en expressie van genen die betrokken zijn bij glutathionmetabolisme, ethyleenbiosynthese en oxidatieve stress werden gekwantificeerd. Onze resultaten laten zien dat de toevoeging van biochar resulteerde in kortere zijwortels en de vorming van dichte wortelharen. Bovendien resulteerde biochar in combinatie met Cd in vier keer lagere Cd-ophopingen dan zaailingen die werden blootgesteld aan Cd zonder biochar. De toevoeging van biochar aan Cd blootgestelde wortels resulteerde in significant lagere expressieniveaus van genen die betrokken zijn bij ethyleenbiosynthese, glutathionmetabolisme en oxidatieve stress in vergelijking met expressieniveaus in aan Cd blootgestelde wortels zonder biochar. Concluderend kan worden gesteld dat de toepassing van houtachtig biochar de biologisch beschikbare Cd in het medium van VAP's effectief vermindert en bijgevolg Cd-geïnduceerde stress verlicht, wat resulteert in een lagere expressie van genen die betrokken zijn bij de Cd-geïnduceerde stress respons.