Корни белого люпина очищают загрязненные мышьяком почвы
Исследователи из Монреальского университета и Монреальского ботанического сада обнаружили новый химический механизм, используемый корнями белого люпина для очистки загрязненных мышьяком почв.
Загрязнение почв высокотоксичным мышьяком — всемирная проблема, создающая существенные риски для здоровья человека и окружающей среды.
В Канаде более 7000 участков, загрязненных такими металлами, как мышьяк, считаются правительством «крайне опасными», при этом некоторые прошлые и недавние горнодобывающие работы и предприятия оставили свой след в окружающей среде, увеличив уровень мышьяка в почве почти в 1000 раз. Это максимальные нормативные пределы здоровья.
Одним из способов омоложения таким образом загрязненных почв является использование естественных механизмов, которые развились в определенных растениях, для обеспечения устойчивости к загрязнению.
«Белый люпин бобовая культура (L.albus) является одним из таких устойчивых к мышьяку видов растений, которые изучаются с точки зрения интенсивного восстановления», — объясняет Адриан Фремонт, ведущий автор исследования и докторант биологических наук Университета Монреаля. «Считается, что механизм толерантности к мышьяку в белом люпине заключается в высвобождении растительных химикатов непосредственно в почву корнями, но природа этих соединений неизвестна и трудна для изучения из-за сложности этих подземных взаимодействий».
Корневые химикаты в неизведанной стране
Чтобы изучить это, команда разработала нейлоновые мешочки, которые можно было разместить близко к корням в почве, чтобы улавливать выделяемые молекулы, не повреждая корневую систему. Сложная смесь молекул, собранных из этих пакетов, была проанализирована с использованием расширенного химического профилирования для определения соединений, способных связывать металлы, продуцируемые растениями люпина в ответ на высокие концентрации мышьяка. Известно, что некоторые из этих связывающих металлы молекул, фитохелатины, используются растениями внутри организма для борьбы со стрессом, связанным с металлами, но никогда ранее не улавливались в загрязненных почвах.
«Мы очень рады видеть, как сочетание новых подходов к отбору проб почвы из корней и расширенного метаболомного профилирования может привести к таким неожиданным открытиям», — отмечает Фремон. «Мы знаем, что растения могут кардинально изменять свойства почвы и могут преобразовывать или нейтрализовать загрязнение земли, но химический состав, лежащий в основе того, как они это делают, и в частности состав и функция соединений, выделяемых корнями, все еще остается неизведанной страной».
Корни растений напрямую изменяют загрязненные почвы
Следующие шаги исследования должны быть расширены до более детального анализа точных химических реакций, происходящих на границе раздела корень-почва, включая изучение различных видов растений, взаимодействия с микроорганизмами и проблемы разнообразного загрязнения.
«Исследование сложных взаимодействий, происходящих под землей между растениями и почвой, может стать реальной проблемой , но эти результаты обнадеживают, поскольку говорят нам о том, что естественные механизмы эволюционировали. в растениях, чтобы справиться с этим типом загрязнения. Хотя мы все еще только начинаем понимать, как работают эти стратегии корней растений, по мере того, как мы узнаем больше, мы потенциально можем использовать эти естественные процессы для улучшения здоровья почвы и помощи уменьшить наиболее стойкий антропогенный ущерб окружающей среде», — отмечает доктор Николас Бреретон из Монреальского университета.
Также читайте: Аспирин может улучшить всхожесть трав на деградированных почвах
Источник: Университет Монреаля
