Накопление и распределение кадмия у различных сортов какао
Cadmium accumulation and allocation in different cacao cultivars
Nadine Engbersen, Anja Gramlich, Marlon Enrique López, Gunnar Schwarz, Bodo Hattendorf, Osman A. Gutiérrez, Rainer Schulin
Аннотация (перевод)
Кадмий (Cd) — биологически несущественный тяжелый металл, который может оказывать токсическое воздействие на растения, животных и человека уже при низких концентрациях по сравнению с другими металлами. После того как было обнаружено, что концентрации Cd в какао-бобах различного происхождения, особенно из Латинской Америки, превышают новые нормы, введенные Европейским союзом в 2019 году, возникла острая необходимость в поиске мер по снижению накопления Cd в какао-бобах до приемлемых значений. В данном исследовании данные долгосрочного сортоиспытания какао CEDEC-JAS на севере Гондураса использовались для изучения различий между 11 сортами в поглощении и транслокации Cd. На этом участке был проведен отбор проб различных частей растений, включая подвои, привои, листья и бобы, с трех повторных деревьев каждого сорта, а также почвы вокруг каждого дерева. Результаты показывают, что концентрации доступного Cd в почве более тесно коррелировали с концентрациями Cd в подвоях (R<sup>2</sup> = 0.56), привоях (R<sup>2</sup> = 0.59) и листьях (R<sup>2</sup> = 0.46), чем с концентрациями Cd в бобах (R<sup>2</sup> = 0.26). Кроме того, концентрации Cd в подвоях, привоях и листьях продемонстрировали тесную связь с концентрациями доступного Cd в почве без существенных различий между сортами. Напротив, концентрации Cd в бобах показали лишь слабую корреляцию с доступным Cd в почве и концентрациями Cd в вегетативных частях растений, но значительную вариабельность между сортами. Три сорта, которые были проанализированы более подробно, показали существенные различия по концентрациям Cd в зрелых бобах, но не в незрелых бобах. Эти результаты позволяют предположить, что сортовые различия в концентрациях Cd в бобах в первую очередь обусловлены различиями в загрузке Cd во время созревания бобов, возможно, из-за сортоспецифических различий в переносе Cd из ксилемы во флоэму. Результаты показывают, что отбор сортов с низким переносом Cd из вегетативных частей в бобы имеет высокий потенциал для удержания накопления Cd в какао-бобах на безопасном для потребления уровне.
Оригинальная аннотация
Cadmium (Cd) is a biologically non-essential heavy metal that can cause toxic effects in plants, animals and humans already at low concentrations compared to other metals. After Cd concentrations in cacao beans of various provenances, particularly from Latin America, were found to exceed the new regulations enforced by the European Union in 2019, there is an urgent need to find measures to lower Cd accumulation in cacao beans to acceptable values. In this research, the long-term cacao cultivar trial CEDEC-JAS in northern Honduras was used to investigate differences between 11 cultivars in Cd uptake and translocation. Sampling of various plant parts, including rootstocks, scions, leaves and beans, from three replicate trees per cultivar and the soil around each tree was conducted at this site. Results indicate that concentrations of available soil Cd were more closely correlated with Cd concentrations of the rootstocks (R<sup>2</sup> = 0.56), scions (R<sup>2</sup> = 0.59) and leaves (R<sup>2</sup> = 0.46) than with bean Cd concentrations (R<sup>2</sup> = 0.26). In addition, Cd concentrations of rootstocks, scions and leaves showed close relationships to available soil Cd concentrations, with no significant differences between the cultivars. In contrast, bean Cd concentrations showed only weak correlations to available soil Cd and Cd concentrations in the vegetative plant parts, but significant variation among cultivars. Three cultivars, which were analysed in more detail, showed significant differences in Cd concentrations of mature beans, but not of immature beans. These results suggest that cultivar-related differences in bean Cd concentrations primarily result from differences in Cd loading during bean maturation, possibly due to cultivar-specific differences in the xylem-to-phloem transfer of Cd. The results show that selection of cultivars with low Cd transfer from vegetative parts into the beans has high potential to keep Cd accumulation in cacao beans at levels that are safe for consumption.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/fee6daee-12e0-4bd0-9eac-1c16bc071a7f
DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.05.001
OpenAlex: W2942692274