Soil‐plant relationships, micronutrient contents, and cardenolide production in natural populations of Digitalis obscura

The production of secondary metabolites by plants growing in natural populations is conditioned by environmental factors. In the present study, we have investigated the relationships among soil properties, micronutrients in soils and plants, and cardenolide production from wild Digitalis obscura (Scrophulariaceae) populations. Young and mature leaves and soil samples were collected in ten different populations, corresponding to three Mediterranean bioclimatic belts (Thermo-, Meso-, and Supramediterranean belts). Soil (total and EDTA-extractable) and leaf micronutrients (Fe, Mn, Zn, and Cu), and leaf cardenolide accumulation have been determined. Significant negative correlations were observed between Fe, Mn or Zn concentration in leaves and soil pH, as well as between Fe or Mn in leaves and carbonate content of soils. Only EDTA-extractable Mn was significantly correlated with Mn content in the plants. With regard to cardenolide content in leaves, this parameter was negatively correlated with Znleaf in young leaves and with Mnleaf in old leaves. Positively correlated, however, were Fe and cardenolide content in young leaves. The influence of environmental conditions and leaf micronutrient contents on cardenolide accumulation is discussed. Boden-Pflanze-Wechselwirkungen im Hinblick auf Mikroelement- und Cardenolidgehalte in wilden Digitalisobscura-Populationen Die Produktion von sekundaren Stoffwechselprodukten in Pflanzen ist in hohem Grad abhangig von Umweltfaktoren. In dieser Studie wurde bei Wildtypen von Digitalis obscura der Einfluss bodenchemischer Eigenschaften (pH, Karbonatgehalt, Gesamt- und EDTA-extrahierbare Mikronahrstoffgehalte) auf die Mikronahrstoff- (Fe, Mn, Zn und Cu) und Cardenolidgehalte in den Pflanzen untersucht. Verwendet wurden Proben von jungen und reifen Blattern sowie Bodenproben aus zehn verschiedenen Populationen in drei bioklimatischen Zonen (Thermo-, Meso- und Supramittelmeergebiet). Festgestellt wurden signifikant negative Beziehungen zwischen Fe-, Mn- oder Zn-Gehalten in den Blattern und dem pH des Bodens, sowie zwischen Fe- oder Mn-Konzentration in den Blattern und dem Karbonatgehalt der Boden. Nur EDTA-extrahierbares Mn wies eine positive Beziehung zu den Mn-Gehalten in den Pflanzen auf. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Gehalte von Mikroelementen in den Blattern von D. obscura starker vom pH des Bodens abhangig sind als von den Gesamt- oder den extrahierbaren Mikroelementgehalten der Boden. Ebenso wurden signifikant negative Beziehungen zwischen Cardenolidgehalten und Zn-Gehalten in jungen Blattern, sowie Mn-Gehalten in alteren Blattern festgestellt. Die Fe-Gehalte in jungen Blattern waren jedoch positiv mit dem Cardenolidgehalt korreliert. Diese Befunde werden im Hinblick auf die Cardenolidbiosynthese diskutiert.