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Copper Uptake and Accumulation Ultra-Structural Alteration and Bast Fibre Yield and Quality of Fibrous Jute (Corchorus capsularis L.) Plants Grown under Two Different Soils of China

机译：两种不同土壤条件下种植的黄麻纤维状植物的铜吸收和累积超结构变化以及韧皮纤维产量和品质

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摘要

Copper (Cu) is an essential heavy metal for plants, but high Cu concentration in the soil causes phytotoxicity. Some plants, however, possess a system that can overcome Cu toxicity, such as Cu localization, and an active antioxidant defence system to reduce oxidative damage induced by high Cu concentration. The present study was conducted to explore the phytoremediation potential, morpho-physiological traits, antioxidant capacity, and fibre quality of jute ( ) grown in a mixture of Cu-contaminated soil and natural soil at ratios of 0:1 (control), 1:0, 1:1, 1:2 and 1:4. Our results showed that high Cu concentration in the soil decreased plant growth, plant biomass, chlorophyll content, gaseous exchange, and fibre yield while increasing reactive oxygen species (ROS), which indicated oxidative stress induced by high Cu concentration in the soil. Antioxidant enzymes, such as superoxidase dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) scavenge ROS in plant cells/tissues. Furthermore, high Cu concentration did not significantly worsen the fibre quality of , and this plant able to accumulate a large amount of Cu, with higher Cu accumulation in its shoots than in its roots. Transmission electron microscopy (TEM) revealed that Cu toxicity affected different organelles of , with the chloroplast as the most affected organelle. On the basis of these results, we concluded that high Cu concentration was toxic to , reducing crop yield and plant productivity, but showing little effect on plant fibre yield. Hence, , as a fibrous crop, can accumulate a high concentration of Cu when grown in Cu-contaminated sites.
机译：铜（Cu）是植物必不可少的重金属，但土壤中高浓度的Cu会引起植物毒性。但是，有些植物拥有可以克服Cu毒性（例如Cu定位）的系统，以及一种主动的抗氧化剂防御系统，可以减少高Cu浓度引起的氧化损伤。本研究旨在探讨以0：1（对照），1：1的比例在铜污染的土壤和天然土壤的混合物中生长的黄麻（）的植物修复潜力，形态生理特性，抗氧化能力和纤维品质。 0、1：1、1：2和1：4。我们的结果表明，土壤中高浓度的铜会降低植物的生长，植物生物量，叶绿素含量，气体交换和纤维产量，同时会增加活性氧（ROS），这表明土壤中高浓度的铜会引起氧化胁迫。抗氧化剂，例如超氧化物酶歧化酶（SOD），过氧化物酶（POD），过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）清除了植物细胞/组织中的ROS。此外，高浓度的铜并没有显着降低纤维的品质，并且这种植物能够积累大量的铜，其茎中的铜积累高于其根部。透射电子显微镜（TEM）显示，铜的毒性影响到不同的细胞器，而叶绿体是受影响最大的细胞器。根据这些结果，我们得出结论，高浓度的铜对有毒，降低了作物产量和植物生产力，但对植物纤维产量影响很小。因此，作为纤维状作物，当在受铜污染的地方生长时，可以积累高浓度的铜。

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