Project R-4954

De celwand en de apoplast als primair verdedigingsmechanisme bij cadmiumblootstelling in planten (Onderzoek)

Tegen 2050 zal de wereldbevolking tot naar schatting 9.1 miljard bereiken, dit betekent grote uitdagingen om een duurzamere agricultuur en bio-gebaseerde economie te ontwikkelen. Planten vervullen hierin een sleutelrol via voedselproductie, voedsel en grondstoffen voor de industrie. Hun productiviteit is echter beperkt door stress uit de omgeving, zoals cadmium (Cd), een wijdverspreid toxisch metaal. Toegenomen kennis over Cd-geïnduceerde effecten bij planten zou hun rol in een duurzame toekomst moeten vrijwaarden. Cd-geïnduceerde fytotoxiciteit is gekoppeld aan oxidatieve stress wat kan resulteren in cellulaire schade, het is cruciaal om het aantal vrije Cd ionen in de cel te beperken. Doordat de plantencelwand in direct contact staat met de omgeving, is dit het primaire doelwit van Cd. De metaalbindingscapaciteit van de celwand is afhankelijk van negatief geladen pectines die gewijzigd kunnen worden door Cd blootstelling. Daarnaast, induceert Cd celwand remodelling waarbij het antioxidant ascorbaat een cruciale rol speelt bij het interconnecteren van de celwand en Cd-geïnduceerde cellulaire oxidatieve stress. Een geïntegreerde studie over de effecten van omgevingsrealistische Cd blootstelling op celwandeigenschappen wordt uitgevoerd op het organisme Arabidopsis thaliana en het gewas Medicago sativa (alfalfa). De reacties van de celwand op het niveau van mineralengehalte en -distributie, proteomica, pectine biosynthese en remodelling worden onderzocht. Dit is gerelateerd aan het ascorbaatgehalte en de downstream Cd-geïnduceerde oxidatieve uitdaging wat uiteindelijk gelinked word aan de kwaliteit van de planten.

01 januari 2014 - 31 december 2017