Localization and compartmentation of Al in the leaves and roots of tea plants;
Localización y compartimentación de Al en hojas y raíces de plantas de té

Under acid soil conditions, solubility of aluminum (Al) increases leading to toxicity for plants. Al accumulator species such as tea, however, accumulate high levels of Al in tissues without toxicity symptoms. In this work, Al localization and compartmentation were studied in tea [Camellia sinensis (L.) O. Kuntze] grown hydroponically at 0 or 100 µM Al for eight weeks. Plant dry matter production was significantly higher in the presence of Al and accumulated up to 1.21 and 6.18 mg Al/g DW in the leaves and roots, respectively. About 40-50% of Al was partitioned into cell wall (CW)-bound fraction without any difference among leaves of different age and roots. A significant increase of the soluble phenolics fraction by Al was observed in both leaves and roots. Conventional and confocal laser scanning microscopy images of morin-stained roots indicated a high fluorescence signal in the caps and adjacent mersitematic cells. Towards basal parts, however, Al tended to accumulate mainly in the root hairs, rhizodermal and endodermal cell layers and slightly in the cortex while it was clearly excluded from the central cylinder. A high Al-morin signal was detected from the CW compared with other parts of the cells. Relatively high green fluorescence signal was emitted from the epidermal cell layer, trichomes, vascular bundle region and stomatal cells of particularly young leaves. Our study provides evidences for involvement of both avoidance and tolerance mechanisms for Al in tea plants.

La solubilidad del aluminio en los suelos aumenta considerablemente bajo condiciones ácidas produciendo toxicidad en las plantas sensibles. Algunas especies adaptadas como por ejemplo el té, sin embargo pueden acumular elevados niveles de Al en sus tejidos sin mostrar síntomas de toxicidad. En este trabajo se estudió la localización y compartimentación de Al en plantas de té [Camellia sinensis (L.) O. Kuntze] cultivadas hidropónicamente con 0 o 100 µM de Al durante ocho semanas. La producción de peso seco fue significativamente mayor en las plantas expuestas a Al. Éstas acumularon hasta 1,21 y 6,18 mg de Al por g de peso seco en hojas y raíces, respectivamente. Tanto en raíces como en hojas, e independientemente de su edad, entre el 40 a 50% del Al se repartió en las paredes celulares. El suministro de Al incrementó de forma significativa la concentración de sustancias fenólicas solubles en raíces y hojas. Raíces teñidas con morin mostraron fuerte fluorescencia en el ápice y las células meristmáticas, visualizada tanto con microscopía de fluorescencia convencional como con microscopía confocal de láser. En las zonas más basales, sin embargo, el Al se visualizó principalmente en los pelos radiculares, en las células de la rizodermis y del a endodermis y en el córtex, mientras que quedó excluido del cilindro central. Las paredes celulares mostraron mayor señal de fluorescencia procedente del complejo Al-morin que otras partes celulares. En las hojas, especialmente las más jóvenes fluorescencia verde bastante intensa también fue emitida por la epidermis, los pelos, la zona vascular y las células estomáticas. Nuestros resultados muestran que en las plantas de té operan tanto mecanismos de exclusión como de tolerancia al Al.