(c) Graphicstock

Zaostřeno na kadmium a síru

Znečištění zemědělských půd těžkými kovy jako je kadmium je i přes snahy o přesun k udržitelné zemědělské produkci dlouhodobým problémem. Kadmium je toxický těžký kov, který i při nízkých koncentracích představuje významné zdravotní riziko pro živočichy včetně člověka, a to zejména kvůli jeho akumulaci v potravním řetězci. Kontaminace však nejsou jediným nepříznivým faktorem snižujícím půdní kvalitu, neboť současně může být omezeno i množství přítomných živin. Jednou z nedostatkových živin v půdě je v současnosti síra, paradoxně kvůli snižování průmyslových emisí oxidu siřičitého. Na tyto problémy se zaměřil doktorand Martin Lyčka pod vedením své školitelky Miloslavy Fojtové z výzkumného centra CEITEC Masarykovy univerzity. Jejich výsledky ukázaly společné i specifické rysy odpovědi různých rostlin na přítomnost toxického kadmia, což naznačuje potřebu na míru šitých přístupů pro bezpečné a udržitelné pěstování rostlin. Výsledky jejich výzkumu publikoval prestižní mezinárodní odborný časopis Journal of Hazardous Materials.

Cílem výzkumného týmu z laboratoře Jiřího Fajkuse bylo prozkoumat reakce rostlin na přítomnost těžkých kovů. Přestože na toto téma existují stovky odborných článků, většina z nich se zabývá krátkodobým vystavením rostlin vysokým koncentracím kovů. Takovýto přístup je sice adekvátní pro popis mechanismu odpovědi na stres, nicméně se jedná o podmínky, které se běžně v prostředí nevyskytují. „My jsme zvolili koncentraci kademnatých iontů, která je v prostředí reálná a odpovídá preventivním limitům České republiky pro zemědělské půdy, a kombinovali ji s omezeným přísunem síry ve formě síranů. Tento prvek je nezbytný pro syntézu látek nutných k efektivní obraně proti působení těžkých kovů. Naše studie analyzovala problém z mnoha různých pohledů, studovali jsme morfologii rostlin, fyziologické, fotosyntetické i biochemické parametry,“ vysvětluje Miloslava Fojtová, seniorní autorka studie.

Výzkum se zaměřil na dvě běžné modelové rostliny, huseníček rolní (Arabidopsis thaliana) a tabák viržinský (Nicotiana tabacum). „Tabák je nejen modelovou rostlinou, ale i ekonomicky významnou plodinou. Je zajímavý i tím, že byl charakterizován jako takzvaný hyperakumulátor těžkých kovů, tedy je schopný do jisté míry akumulovat těžké kovy ve svých orgánech a tolerovat tak vyšší míru kontaminace půdy. Ve srovnání s huseníčkem je tabák i mnohem méně prozkoumaný a naše výsledky tak mohou sloužit jako základ pro další studie vedoucí k objasnění molekulárních mechanismů odpovědi na působení kadmia u této rostliny,“ říká Miloslava Fojtová. Hyperakumulační vlastnosti dělají z tabáku vhodnou rostlinu pro fytoremediaci, tedy k odstraňování znečišťujících látek z prostředí pomocí rostlin, ale zároveň představují problém při jeho využití v tabákovém průmyslu, kde vysoký obsah kadmia v rostlině dále zhoršuje jeho negativní vliv na lidské zdraví.

„U obou modelových rostlin jsme pozorovali negativní vliv kadmia vedoucí k menšímu vzrůstu, změnám obsahu zeleného barviva chlorofylu a snížení fotosyntézy, což bylo spojené se žloutnutím listů. Tyto efekty byly ještě umocněné omezeným obsahem síranu v médiu, což u listů tabáku vedlo dokonce k nekrózám, tedy k umírání buněk a tkání,“ vysvětluje hlavní autor studie Martin Lyčka. I přes podobné vnější projevy reagovaly huseníček a tabák na přítomnost kademnatých solí v kombinaci s limitovaným přísunem síranů často odlišně, ať už jde o akumulaci kadmia v prýtu a kořenech, změnu hladin iontů dalších kovů nebo solí makroživin. Na základě toho lze říci, že stejně jako se moderní zdravotnictví přiklání k personalizované medicíně, mělo by i moderní zemědělství reflektovat potřeby konkrétních plodin pro limitaci nežádoucích faktorů a podle toho navrhovat specifické pěstební postupy.

tisková zpráva centra centra CEITEC

Iontové kanálky a léčiva

Teplotně citlivé iontové kanály TRP jsou buněčnými molekulárními senzory zapojenými v přenosu smyslových signálů, vnímání …

One comment

  1. Stanislav Florian

    Těžké kovy se v potravním řetězci neakumulují jako halogenderiváty (DDT, PCB). Kdysi jsem narazil na informaci, za kterou neručím, že poměr půda:rostliny:maso býložravců je u kovů ( kadmia?) asi 100:10:1, čili těžké kovy se v potravním řetzci ředí.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close