Authors: Cavagnaro, T.R.; Jackson, L.E.

Source: Canadian Journal of Botany, Volume 85, Number 2, February 2007 , pp. 230-235(6)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

Many of the world's soils are deficient in zinc (Zn), and this has implications for plant and human nutrition. Consequently, there is a need to better understand plant uptake and allocation of Zn. Natural abundances of stable isotopes have been used to gain insight into uptake, assimilation, and allocation of various elements by plants. Inductively coupled plasma mass spectrometry was used to study the fractionation of Zn isotopes in the shoots and fruits of mature tomato plants (Solanum lycopersicum L.) grown on an organic farm. Effects of mycorrhizal colonization of roots on Zn fractionation were studied by growing a tomato mutant with reduced mycorrhizal colonization, and its mycorrhizal wild-type progenitor. Fruits of both genotypes were enriched in ⁶⁴Zn and ⁶⁶Zn and depleted in ⁶⁷Zn and ⁶⁸Zn isotopes, based on calculations that expressed the concentration of each isotope as a percentage of total Zn. The reverse was true of the shoots. Furthermore, shoots of the mycorrhizal genotype were very slightly enriched in ⁶⁴Zn and ⁶⁶Zn isotopes relative to those of the reduced mycorrhizal colonization genotype. Possible explanations for fractionation of Zn between shoots and fruits, including differential bonding of Zn to cellular components, processes affecting Zn-phytate-protein complexes, and Zn transport and translocation processes are discussed.

Plusieurs sols du monde sont déficients en zinc (Zn), ce qui a des implications pour la nutrition des plantes et des humains. Conséquemment, on doit mieux comprendre l'absorption et l`allocation du Zn chez les plantes. Les auteurs ont utilisé l'abondance des isotopes stables, afin d'examiner l'absorption, assimilation et l'allocation de divers éléments chez les plantes. Ainsi, on a utilisé la spectroscopie de masse inductivement couplée à celle des plasmas, pour étudier le fractionnement des isotopes stables du Zn, dans les tiges et les fruits de plants de tomates ( Solanum lycopersicum L.) cultivés sur une ferme organique. On a également étudié les effets de la colonisation mycorhizienne des racines sur le fractionnement de Zn, en cultivant un mutant de la tomate ayant une colonisation mycorhizienne réduite ainsi que son progéniteur mycorhizien sauvage. Les fruits des deux génotypes sont enrichis en isotopes ⁶⁴Zn et ⁶⁶Zn et dépourvus de ⁶⁷Zn et ⁶⁸Zn, sur la base de calculs qui expriment la teneur de chaque isotope en pourcentage du Zn total. Cette situation est inversée dans les tiges. De plus, les tiges du génotype mycorhizien sont faiblement enrichies en ⁶⁴Zn et ⁶⁶Zn, comparativement à celles du génotype arborant une faible mycorhization. On discute comment on pourrait expliquer le fractionnement du Zn entre les tiges et les fruits, incluant l'attachement différentiel du Zn aux composantes cellulaires, des processus qui affectent les complexes Zn-phytates-protéines ainsi que les processus de transport et de l'allocation du Zn.

Document Type: Research article

Publication date: 2007-02-01

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