Cadmium (Cd) is one of the toxic heavy metals not essential for the growth and development of plants and other organisms. Brassica rapa accumulates several heavy metals in its leaves and is reportedly suitable for phytoremediation. In this study, Cd uptake and accumulation in the leaves of B. rapa exposed to different cadmium levels (0, 5, 10, 20, 50, 100 μM CdSO4) were analyzed, as well as the effect of Cd stress on HMA2 and HMA4 genes expression were investigated. The qRT-PCR results showed that HMA2 and HMA4 play a vital role in cadmium uptake and translocation in B. rapa at low Cd levels (5-20 μM). However, exposure to high Cd levels (50 and 100 μM) significantly reduced the growth and biomass of B. rapa. Furthermore, high levels of Cd inhibit the expression of HMA2 and HMA4 genes in B. rapa. Our data show a multigenetic (co-acting of many transporter gene clusters) response in the signaling pathway associated with Cd accumulation and tolerance mechanism in B. rapa.
Kadmiyum (Cd), bitkilerin ve diğer organizmaların büyümesi ve gelişmesi için biyolojik olarak gerekli olmayan toksik ağır metallerden birisidir. Brassica rapa yapraklarında bazı ağır metalleri biriktirebilme yeteneği sergilediği ve fitoremediasyon için uygun bir bitki olduğu bildirilmiştir. Bu çalışmada, farklı kadmiyum seviyelerine (0, 5, 10, 20, 50, 100 μM CdSO4) maruz kalan B. rapa yapraklarında Cd alımı ve birikimi analiz edilmiş; Cd stresinin HMA2 ve HMA4 genlerinin ekspresyonu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. qRT-PCR sonuçları, HMA2 ve HMA4’ün düşük Cd seviyesinde (5-20 μM) B. rapa’da kadmiyum alımı ve translokasyonunda önemli bir rol oynadığını göstermiştir. Bununla birlikte, yüksek Cd seviyelerine (50 ve 100 μM) maruz kalma, B. rapa’nın büyümesini ve biyokütlesini önemli ölçüde azaltmıştır. Ayrıca, yüksek Cd seviyeleri, B. rapa’da HMA2 ve HMA4 genlerinin ekspresyonunu inhibe etmiştir. Verilerimiz, B. rapa’da Cd birikimi ve tolerans mekanizması ile ilişkili sinyal yolağında multigenetik (birçok taşıyıcı gen kümesinin birlikte etkisiyle) bir yanıt olduğunu göstermektedir
