Heavy Metal Accumulation in Virus‐infected Tomatoes

The study of the relationship between host-plants, viral pathogens and heavy metals can provide new knowledge to support the efforts directed toward environmental balance, the development of resistant plants and stable farming. The objective of this study was to establish the effect of the combination of virus infection and heavy metals on tomatoes; the effect of heavy metal accumulation rate in the plants and of plant behaviour under the effect of both stress factors. It has been established that infections, caused by the cucumber mosaic virus (CMV) and tomato mosaic virus (ToMV), affect the accumulation rate of heavy metals such as Cu, Zn, Pb, Cd and As in tomatoes. This process is specific for each element and is expressed more strongly with CMV. The response of plants, treated with heavy metals through the root system and infected with CMV and ToMV is different, depending on the virus. CMV combined with heavy metals depressed the whole plant to the same degree whereas ToMV in combination with the same heavy metals depressed the development of the tomato root system more intensively in comparison with the overground part. There is a relationship between the studied biotic and abiotic stress factors of tomato plants. Akkumulation von Schwermetallen in virusinfizierten Tomaten Die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Wirtspflanzen, viralen Pathogenen und Schwermetallen kann neue Erkenntnisse zum Erreichen eines okologischen Gleichgewichts, beim Schaffen von Resistenz der Pflanzen und bei der Sicherung einer stabilen Landwirtschaft liefern. Ziel der Untersuchung ist es, die Wirkung der Kombination einer Virusinfektion und Schwermetallen auf Tomaten bzw. den Grad der Akkumulation von Schwermetallen in den Pflanzen sowie das Verhalten der Pflanzen bei der Einwirkung der beiden Stressfaktoren zu ermitteln. Es konnte festgestellt werden, dass die Infektionen durch das Gurkenmosaikvirus (CMV) und Tomatenmosaikvirus (ToMV) den Grad der Akkumulation von Schwermetallen Cy, Zn, Pb, Cd und As in Tomaten beeinflussen. Dieser Prozess ist spezifisch fur jedes Element und ist ausgepragter beim CMV. Die Reaktion der Pflanzen, die durch die Wurzeln mit Schwermetallen behandelt und mit CMV und ToMV infiziert sind, ist in Abhangigkeit von dem Virus unterschiedlich. Das CMV in Kombination mit den Schwermetallen unterdruckt gleichmassig die ganze Pflanze, wahrend das ToMV in Kombination mit denselben Schwermetallen die Entwicklung des Wurzelsystems intensiver unterdruckt als die des uberirdischen Teils. Man beobachtet eine Wechselwirkung zwischen den abiotischen und den biotischen Stressfaktoren, die auf die Tomatenpflanzen einwirken.