Cadmium responses in Arabidopsis thaliana: a study focusing on Subcellular localization

Abstract

Cadmium (Cd), which is known to be very toxic to plants, animals and humans, is a relatively rare element. However, since the 19th century, industrial activities have contaminated extensive areas with cadmium, which presents a considerable environmental threat. Also in Belgium there are several locations with Cd contamination. For instance, in the north east of Belgium, an area as large as 280 km2 has become contaminated with Zn, Cd and Pb, because of the historic presence of several zinc smelters. Cross-sectional population studies in that area have demonstrated a positive correlation between the high Cd concentrations in various crops and an increased body burden, which was further correlated with several clinical symptoms on the kidney and skeleton, and with an increased risk of cancer. In addition, there is the potential danger to animals that depend upon the plants for survival and to the predators feeding on them, which can have a negative influence on the biodiversity. Therefore, fundamental knowledge concerning the sequestration and toxicity of Cd in plants is important to obtain a more complete picture of the impact of Cd on the environment.

Cadmium (Cd) is een toxisch element voor zowel planten, dieren als mensen en komt onder natuurlijke omstandigheden in zeer lage concentraties voor. Echter, door de industriële evolutie vormt Cd-vervuiling vanaf de 19de eeuw op verscheidene plaatsen een substantiële bedreiging voor het milieu. Ook in België zijn verscheidene locaties met Cd vervuild. In de Noorderkempen, bijvoorbeeld, is een gebied van 280 km2 vervuild met Zn, Cd en Pb door historische aanwezigheid van zinksmelters. Cross-sectionele populatiestudies hebben voor dat gebied een positieve correlatie aangetoond tussen de verhoogde Cd-concentraties in gewassen en een verhoogde lichaamsbelasting van de inwoners. Deze verhoogde lichaamsbelasting werd verder in verband gebracht met verscheidene klinische symptomen in de nier en het skelet en met een verhoogd kankerrisico. Bovendien vormen met Cd gecontamineerde planten een potentieel gevaar voor herbivoren en hun predatoren wat de biodiversiteit negatief kan beïnvloeden. Om een algemeen beeld van de impact van Cd op het milieu te kunnen schetsen is het bijgevolg van belang om fundamentele kennis te verwerven betreffende de sekwestratie en toxiciteit van Cd in planten.