Выявление генотипов подвоев какао с потенциальным применением для снижения биоаккумуляции кадмия.
Unveiling Cacao Rootstock-Genotypes with Potential Use in the Mitigation of Cadmium Bioaccumulation.
Galvis DA, Jaimes-Suárez YY, Rojas Molina J, Ruiz R, León-Moreno CE, Carvalho FEL
Аннотация (перевод)
Накопление высоких уровней кадмия (Cd) в какао-бобах (<i>Theobroma cacao</i>) создает ряд коммерческих проблем и проблем со здоровьем. Мы предположили, что фенотипическое и генотипическое разнообразие какао может дать новые представления о путях снижения накопления Cd в какао-бобах. Девять генотипов подвоев какао оценивались в течение срока до 90 дней при воздействии 0, 6 и 12 (mg·kg<sup>-1</sup>) CdCl<sub>2</sub>, при этом содержание Cd и динамика роста растений измерялись в листьях, стеблях и корнях. Данные показали, что все изученные генотипы какао обладали высокой толерантностью к Cd, поскольку их индекс толерантности составлял ≥ 60%. В побегах EET61 и PA46 показали наиболее высокую (~270 mg·kg DW<sup>-1</sup>) и наиболее низкую (~20 mg·kg DW<sup>-1</sup>) концентрацию Cd соответственно. Соответственно, только EET61 продемонстрировал увеличение фактора транслокации кадмия в побеги за 90 дней воздействия. Однако при анализе распределения кадмия по различным органам на основе общей продукции сухой массы растений ни один из генотипов не сохранил высокой компартментализации Cd в корнях, поскольку P46, являвшийся генотипом с наибольшим распределением Cd в корни, содержал лишь 20% от общего количества кадмия на растение в этом органе растения и 80% — в побегах при воздействии Cd 12 (mg·kg<sup>-1</sup>) и через 90 дней экспозиции. Таким образом, генотипическая/фенотипическая изменчивость подвоев какао может предоставить ценные стратегии для максимального снижения содержания Cd в побегах. В этом отношении IMC67 и PA46 были теми генотипами, которые выделились в настоящем исследовании.
Оригинальная аннотация
The accumulation of high cadmium (Cd) levels in cacao beans (<i>Theobroma cacao</i>) generate several commercial and health issues. We hypothesized that cacao phenotypic and genotypic diversity could provide new insights to decrease Cd accumulation in cacao beans. Nine cacao rootstock genotypes were evaluated for up to 90 days under 0, 6, and 12 (mg·kg<sup>-1</sup>) of CdCl<sub>2</sub> exposure and Cd content and plant growth dynamics were measured in leaves, stems, and roots. Data revealed that all cacao genotypes studied here were highly tolerant to Cd, since they presented tolerance index ≥ 60%. In shoots, EET61 and PA46 presented the higher (~270 mg·kg DW<sup>-1</sup>) and lower (~20 mg·kg DW<sup>-1</sup>) Cd concentration, respectively. Accordingly, only the EET61 showed an increase in the shoot cadmium translocation factor over the 90 days of exposure. However, when analyzing cadmium allocation to different organs based on total plant dry mass production, none of the genotypes maintained high Cd compartmentalization into roots, since P46, which was the genotype with the highest allocation of Cd to the roots, presented only 20% of total cadmium per plant in this plant organ and 80% allocated into the shoots, under Cd 12 (mg·kg<sup>-1</sup>) and after 90 days of exposure. Thus, genotypic/phenotypic variability in cacao rootstocks may provide valuable strategies for maximizing the reduction in Cd content in shoots. In this sense, IMC67 and PA46 were the ones that stood out in the present study.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/10aeaa04-f32a-4716-8b65-11f0e0fb41aa
DOI: 10.3390/plants12162941