Die Wirkung der Schwermetalle Kupfer und Zink auf Wurzeln und Wurzelhaare von Triticum Aestivum und Arabidopsis Thaliana sowie Etablierung von Nährmedien zur Kultivierung von Wurzelhaaren

Abstract

Die Wirkung der Schwermetalle Kupfer und Zink wurde in Wurzeln und Wurzelhaaren von Arabidopsis thaliana und Triticum aestivum untersucht. Bei Triticum aestivum senken beide Schwermetalle in starken Konzentrationen die Keimrate, verlangsamen das Wurzelwachstum und erhöhen die Distanz der ersten Wurzelhaare von der Wurzelspitze durch Verzögerung beim Auswachsen der Wurzelhaare. Allerdings kann das Auswachsen auch gänzlich inhibiert werden. Das Plasma der Wurzelspitzenzellen koaguliert und wird braun, Rhizodermiszellen wölben sich oder platzen und die Wurzelhaare setzen an einer beliebigen Position an (nur bei Kupfersulfat untersucht). In hohen Konzentrationen wachsen Wurzelhaare langsamer und stellen ihr Wachstum früher ein als bei der Kontrolle. In sehr starken Konzentrationen wachsen sie gar nicht mehr weiter oder platzen sogar. Der Zellkern nähert sich der Wurzelhaarspitze an und verändert Form und Volumen. Wurzelhaare wachsen in gewissen Konzentrationen knorpelig-stufig mit Zellwandverdickungen an Spitze (Callose, Cellulose, Pektin) und auf dem Schlauch (Callosepunkte) durch schubartiges Wachstum und Bildung neuer Spitzen. Geringe Kupfersulfatkonzentrationen haben eine förderliche Wirkung auf das Wurzel- und Wurzelhaarwachstum, in kleinen Zinksulfatkonzentrationen werden die Wurzelhaare länger. Bei Arabidopsis thaliana wurde ausschließlich Kupfersulfat getestet. Hier wird die Distanz zwischen der Wurzelspitze und den ersten Wurzelhaaren kürzer, das Wurzelwachstum in hohen Konzentrationen wird verringert oder arretiert, in kleinen Konzentrationen gesteigert. Die Wurzelspitze wird wie bei Triticum stumpf. Die Wurzelhaardichte wird erhöht, der Zellkern ist von der Wurzelhaarspitze weiter entfernt als in der Kontrolle. Hohe Kupfersulfatkonzentrationen inhibieren die Bildung von neuen Wurzelhaaren und das Wurzelhaarwachstum, in starken Konzentrationen koaguliert allerdings das Plasma. Die Haare verlieren ihren Turgor und bleiben dünnwandig und gerade