Накопление кадмия в растениях какао (Theobroma cacao L.) в условиях засухи
Cadmium Accumulation in Cacao Plants (Theobroma cacao L.) under Drought Stress
Antonio Ortiz-Álvarez, Stanislav Magnitskiy, Elías Alexander Silva-Arero, Caren Rodríguez-Medina, Xavier Argout, Ángela María Castaño-Marín
Аннотация (перевод)
Целью данного исследования было определение накопления Cd молодыми растениями какао в условиях дефицита воды. Исследование проводилось в тепличных условиях. Были использованы два полнородственных семейства (IMC67 × PA121 и SCA6 × PA121), полученные путем контролируемого скрещивания, и полуродственное семенное семейство от свободного опыления IMC67, широко используемое в качестве подвоя в Колумбии. Растения выращивали в почве, загрязненной Cd (0.356 mg kg−1), без внешних источников металла. Они подвергались дефициту воды путем прекращения полива на последовательные периоды в 19 и 27 дней (D19 и D27) с последующей регидратацией. Водный стресс снижал водный потенциал листьев (Ψleaf) до значений от −1.51 до −2.09 MPa, при этом полнородственное семейство SCA6 × PA121 оказалось наиболее устойчивым к дефициту воды. На концентрацию Cd повлияли снижение биомассы (наблюдавшееся у IMC67 × PA121 и SCA6 × PA121) и скорость транспирации (проявившаяся у IMC67), вызванные дефицитом воды. Полнородственные потомства IMC67 × PA121 и SCA6 × PA121 накапливали в растениях больше Cd, чем свободноопыляемый IMC67, с более высоким накоплением Cd в листьях. Фактор транслокации (TF) показал, что надземные органы потомств были обогащены Cd (TF > 4). Дефицит воды увеличивал транслокацию Cd из корней в листья у IMC67 × PA121 и IMC 67, тогда как у SCA6 × PA121 существенных изменений не наблюдалось. Полнородственное семейство SCA6 × PA121 выделилось как наиболее перспективное потомство благодаря своей устойчивости к водному стрессу и стабильности накопления Cd. Данное исследование открывает дискуссию о влиянии водного стресса на накопление Cd у Theobroma cacao.
Оригинальная аннотация
The objective of this study was to determine Cd accumulation under water-deficit conditions by young cacao plants. The study was conducted under greenhouse conditions. Two full-sib families (IMC67 × PA121 and SCA6 × PA121), obtained through controlled crosses, and an open pollinated half-sib seedling family of IMC67, widely used as rootstock in Colombia, were employed. Plants were grown in Cd-contaminated soil (0.356 mg kg−1) without external sources of the metal. They were subjected to water deficit by suspending irrigation for consecutive periods of 19 and 27 days (D19 and D27), followed by rehydration. Water stress reduced leaf water potential (Ψleaf) with values from −1.51 to −2.09 MPa, with full-sib family SCA6 × PA121 being the most tolerant to water deficit. Cd concentration was influenced by biomass reduction (observed in IMC67 × PA121 and SCA6 × PA121) and transpiration rate (evident in IMC67) caused by water deficit. Full-sib progenies IMC67 × PA121 and SCA6 × PA121 accumulated more Cd in the plants than open pollinated IMC67, with higher Cd accumulation in leaves. The translocation factor (TF) revealed that the aboveground organs of the progenies were enriched with Cd (TF > 4). Water deficit increased Cd translocation from roots to leaves in IMC67 × PA121 and IMC 67, while there were no significant changes in SCA6 × PA121. Full-sib family SCA6 × PA121 stood out as the most promising progenies due to their water-stress tolerance and Cd accumulation stability. This study introduces a discussion about the influence of water stress on Cd accumulation in Theobroma cacao.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/102d62f1-567e-42f9-baca-0a13deff7385
DOI: 10.3390/agronomy13102490