Phytotoxicity, uptake and metabolism of 1,4-dichlorobenzene by plant cells

1,4-Dichlorbenzol (1,4-DCB) zählt zu den verbreitetsten Chlorbenzolen. Industriell wird es als Hitze-Transfermedium und als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Pestiziden und Farben verwendet, aber auch im Haushalt wird es als Mottenrepellent und Toilettendeodorant genutzt. Dementsprechend ist es in Abwässern und Klärschlämmen angereichert und kann bei landwirtschaftlicher Nutzung der Siedlungsabfälle zu Kontaminationen in der Nahrungskette führen. Da Chlorbenzole toxisch sind, muß man versuchen, Kenntnisse über deren stoffwechselphysiologisches Verhalten zu gewinnen. Untersuchungen erfolgten mit Zellsuspensionskulturen von Möhren, Sojabohnen und Tomaten. Es mußte ein geschlossenes Kultursystem adaptiert werden, weil 1,4-DCB flüchtig ist. Das geschlossene System beeinflußte zwar das Wachstum der Pflanzenzellen, aber es konnte nachgewiesen werden, daß sich bezüglich der Aufnahme und des Metabolismus von 1,4-DCB keine Unterschiede zu dem Standard-Testsystem ergaben. Die Phytotoxizität von 1,4-DCB wurde während der intensivsten Wachstumsphase der Zellkulturen getestet. Die Ergebnisse zeigen, daß 1,4-DCB für Pflanzenzellen toxisch ist. Eine 50 %ige Wachstumsinhibition erfolgte bei Tomatenzellen bereits durch eine 0,05 mM-Konzentration an 1,4-DCB, während die 1,4-DCB-Konzentrationen für Sojabohne und Möhre bei 0,5 mM lagen. Die Kulturen reagieren also sehr spezifisch für die jeweilige Pflanzenart. 1,4-DCB (40 ug in 40 ml Medium) wurde von den Zellen von Möhren zu 49 %, Sojabohnen zu 50 % und vom Roten Gänsefuß zu 62 % aufgenommen. Nur in den Experimenten mit Sojabohnen konnten eindeutig Metabolite nachgewiesen werden. Hydrolysen und chromatographische Untersuchungen ergaben, daß es sich um Konjugate von hydroxylierten 1,4-DCB-Verbindungen (Chlorphenole) handelt.