Das Projekt "FLOOD-RISK" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Bodenforschung durchgeführt. The project aims to substantially increase our understanding on the rhizospheric and physiological processes responsible for the hyper accumulation of metals in two species of Thlaspi (T. cepaeifolium and T. goesingense) that are growing in Austria in natural condition. In particular the following points will be adressed: a) metal uptake and translocation by hyper accumulator plants in different pH condition, b) processes in rhizosphere soil of hyper accumulator plants that influence bioavailability of metals, c) response of hyper accumulator plants when grown on soils with another kind of metal contamination than at the original location, d) identification of the metal species translocated and localization of the sites of metal accumulation in the plants. The project is divided into three main parts: I. Investigation of processes in the rhizosphere a) exudates release in hydroponics in different pH conditions b) root-soil interactions studies conducted using rhizobox and microlisimiters II. Experiments of metal uptake a) metal uptake in hydroponics in different pH conditions b) transplant experiments c) co-transplant experiments III. Studies to assess metal translocation and compartimentation analysis of the xylem sap (translocation) microprobe analysis to asses compartimentation of metals in shoots.
Das Projekt "Die Rolle von Rhizosphären-Mikroorganismen bei der Hyper-Toleranz und Hyper-Akkumulation von Schwermetallen in Pflanzen auf Serpentin-Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Bodenforschung durchgeführt. Projektziel ist die Aufklärung der Wechselwirkung von Boden-Mikroorganismen mit schwermetall-toleranten und akkumulierenden Pflanzen auf Serpentin-Boden. Serpentin-Böden stellen einen Extremstandort für die Besiedelung von Pflanzen dar, da sie einerseits hohe Schwermetall-Gehalte andererseits nur geringe Nährstoffgehalte aufweisen. Die an diesen Standort angepassten Pflanzen haben eine sehr hohe Toleranz gegenüber diesen Schwermetallen (Hyper-Toleranz), einige haben auch die Fähigkeit entwickelt, diese Schwermetalle auch in extrem hohen Mengen zu speichern (Hyper-Akkumulatoren). Über die Prozesse im Wurzelraum (Rhizosphäre) zur Metall-Verfügbarkeit weiß man noch sehr wenig. V.a. die Rolle von Wurzel-Ausscheidungen bei der Metall-Mobilisierung bzw. Immobilisierung ist noch weitgehend ungeklärt. Da in der Rhizosphäre auch immer erhöhte mikrobielle Aktivitäten induziert werden, ist zu erwarten, dass diese eine wesentliche Rolle bei der Verfügbarkeit der Metalle für die Pflanzen und damit bei der Anpassung an diesen Standort spielen. Über die Wechselwirkung zwischen Pflanzenwurzeln und Rhizosphären-Mikroorganismen ist nur sehr wenig bekannt. In diesem Projekt sollen daher folgende Punkte anhand von Thlaspi goesingense (Akkumulator) und Silene vulgaris (Tolerant) näher untersucht werden: Die Biogeochemie der Schwermetalle am Serpentinstandort unter Einfluß zweier verschiedener pflanzlicher Strategien (Toleranz und Akkumulation). Wurzelausscheidungen und deren Einfluss auf die Schwermetall-Mobilität sowie deren mikrobielle Umsetzung. Isolierung und Charakterisierung von Mikroorganismen im Wurzelraum von Metall-toleranten und akkumulierenden Pflanzen sowie deren Wechselwirkung mit Wurzelausscheidungen. Aufklärung der Rolle von Mykorrhiza-Pilzen bei der Metall-Toleranz. Diese Versuche sollen zu einem besseren Verständnis der Interaktion von Pflanzen mit Boden-Mikroorganismen auf einem schwermetallbelasteten Standort beitragen. Diese Erkenntnisse könnten auch zu einer Verbesserung der Phytosanierungs-Technologien beitragen.
Das Projekt "Hyperakkumulation in Thlapsi" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Bodenforschung durchgeführt. Metallakkumulierende Pflanzen dienen als Modellsystem und Ausgangspunkt fuer die Entwicklung von Phytosanierungstechnologien. Im vorliegende Projekt soll die Rolle von pflanzenphysiologischen und Rhiszosphaerenprozessen bei der Hyperakkumulation von Schwermetallen in zwei Thlaspi-Arten (Taschelkraut) untersucht werden. Thlaspi capaeifolium ist ein Pb/Zn/Cd-Akkumulierer, die in Ostoesterreich endemische Art Thlaspi goesingense ein Ni/Cr-Akkumulierer. Wesentliche Projektziele sind die Untersuchung physiologischer Prozesse bei der Aufnahme und Verlagerung der Metalle in der Pflanze in Abhaengigkeit vom pH-Wert des Bodens sowie die Bestimmung der Bindungsformen von Metallen waehrend der pflanzeninternen Translokation. Weiters sollen jene Pflanzenorgane lokalisiert werden, in denen die Schwermetalle bevorzugt akkumuliert werden. Besonderes Augenmerk wird den Prozessen in der Rhiszosphaere gewidmet, die Einfluss auf die Pflanzenverfuegbarkeit der Metalle haben. In Topfversuchen wird die Reaktion beider Thlaspi-Arten (Pflanzenwachstum, Metallaufnahme und -akkumulation) auf das erhoehte Angebot von Metallen untersucht, die an ihren natuerlichen Standorten keine Rolle spielen. Das Verstaendnis dieser Prozesse ist fuer die Entwicklung von Technologien der Phytosanierung von groesster Bedeutung. Das Projekt gliedert sich in drei Abschnitte: Untersuchung von Prozessen der Metallmobilisierung in der Rhizosphaere. Hierbei werden (a) in Hydroponic-Experimenten Wurzelexsudate der beiden Thlaspi-Arten bei verschiedenen pH-Werten identifiziert und (b) Wechselwirkungen zwischen Wurzeln und Rhizosphaerenboden in sogenannten Rhizobox-Versuchen studiert. Unter anderem werden dabei Bodenloesungen aus dem Nahbereich der Wurzeln mit Hilfe von Mikrosaugsonden gewonnen und auf ihre Zusammensetzung analysiert; Experimente zur Metallaufnahme werden in drei verschiedenen methodischen Varianten durchgefuehrt: (a) Hydroponic-Experimente, (b) Topfversuche zur Verpflanzung der Thlaspi-Arten auf Boeden mit von den natuerlichen Verhaeltnissen abweichendem Metallangebot, und (c) gemeinsame Aufzucht (Co-Transplant) beider Thlaspi in Topfversuchen zum Studium von Wechselwirkungen zwischen den Arten in der Rhizosphaere; Experimente zur Erfassung der Metallverlagerung und -kompartimentierung in den beiden Thlaspi-Arten, mit Schwerpunkt auf (a) der Analyse von Xylemsaft zur Identifizierung von Prozessen der Metalltranslokation, und (b) Roentgenstrahlen-Mikroanalyse (EDAX) zur Bestimmung der Kompartimentierung der Metalle in den Pflanzen. Erwartete Ergebnisse aus diesen Untersuchungen sind Einblicke in grundlegende pflanzenphysiologische Prozesse der Hyperakkumulation von Schwermetallen in Thlaspi-Arten, insbesondere Metallaufnahme, -translokation und -kompartimentierung in der Pflanze. Weiters erwarten wir Aufschluesse ueber die Rolle von Rhizosphaerenprozessen bei Hyperakkumulation, wobei vor allem Informationen ueber den Einfluss des pH und organischer Wurzelexsudate auf die Metallmobi