Mobilisierung von Nickel durch hyperakkumulierende Pflanzen

An Standorten, wo nickelreiches Serpentin-Gestein oberflächennah vorkommt, entwickeln sich Böden mit hohen Nickel-Gehalten. Auf diesen Böden hat sich eine speziell angepasste Pflanzengemeinschaft entwickelt. Einige dieser Pflanzen sind in der Lage, das Nickel aus dem Boden zu extrahieren und in den Blättern anzureichern. Diese Pflanzen werden Hyperakkumulatoren genannt. Während die Prozesse der Nickel -Aufnahme und der Speicherung in den Blättern teilweise schon geklärt sind, ist die Frage der Nickel- Mobilisierung im Boden noch völlig ungeklärt. Da nur ein geringer Anteil des Nickels im Böden löslich und damit direkt pflanzenverfügbar ist, liegt die Vermutung nahe, dass die Wurzeln Nickel-mobilisierende Substanzen abgeben. Diese sogenannten Wurzelexsudate sind potentiell in der Lage, das Nickel aus dem Boden zu lösen; die Eigenschaften dieser Substanzen und deren Wirkung sind jedoch noch nicht bekannt und soll im Rahmen dieses Projektes aufgeklärt werden. Dazu werden die Wurzelexsudate mit Hilfe spezieller Wachstumskammern, sogenannter Rhizoboxen, gesammelt und charakterisiert. Zur Klärung der Wirkung im Boden wird eine neuartige Technologie zur Isotopenfraktionierung angewandt. Isotope sind Varianten von Elementen mit den gleichen chemischen Eigenschaften, aber unterschiedlicher Masse. Da bei chemischen und physikalischen Prozessen diese Isotope ungleich schnell reagieren, kommt es durch diese Prozesse zu kleinen, aber messbaren Unterschieden in der Isotopenzusammensetzung. Durch die Bestimmung der Isotopenverhältnisse von Nickel und Eisen wird versucht, die Quelle, also die bodenchemische bzw. mineralische Fraktion, des von den Hyperakkumulatoren mobilisierten Nickels zu identifizieren. Ein weiterer Aspekt, der in diesem Projekt untersucht wird, ist die Rolle der Mikroorganismen im Wurzelraum. Es ist schon länger bekannt, dass Bakterien die Nickel-Aufnahme beeinflussen können. Allerdings findet man im Wurzelraum und an bzw. in den Wurzeln eine Reihe von Pilzen. Zur Rolle dieser Mikroorganismengruppe ist noch sehr wenig bekannt und soll daher in diesem Projekt näher beleuchtet werden. Das Projekt ist eine interdisziplinäre Zusammenarbeit von österreichischen Universitäten (Universität für Bodenkultur Wien, Montanuniversität Leoben), CNRS Pau (Frankreich) und der Jagiellonian University Krakau (Polen), gefördert vom FWF (P34719).