修复是什么?

年的不负责任的人类活动使得地球变得严厉的化学物质污染了。一旦这些化学物质进入地球,这是非常具有挑战性的移除它们。这些污染物对人类的健康构成巨大的威胁和野生动物。三氯乙烯(TCE)是一个长期的化学污染物,渗入土壤和地下水从生产地点,用作脱脂剂。TCE会导致癌症,这就是为什么环境保护署从美国首要的考虑清理(1]。

关于这个问题,我们做什么?一个流行的方法是开挖,受污染的土壤就是挖出地面的大型建筑机械。如果地下水,土壤表面下的水层,污染,使用泵把水和治疗。这些方法非常昂贵。美国环境保护署估计成本25亿美元清理所有TCE-contaminated网站在美国!另外,一般的去污方法对环境是非常有效的。例如,挖掘土壤污染和移动到其它地方,远离的人,可能会减少人类的风险,但环境问题不解决,就搬到另一个地方。然而,替代方法清理污染物。大自然有很多技巧她袖子,科学家们已经学会了如何利用这种力量。生物修复是利用生物体摧毁污染物。一种生物修复被称为植物修复,利用植物去除毒素从土壤的自然能力。那是对的,有些植物可以清理污染!

并不是所有的植物都是同样擅长吸收污染物,如果有太多的污染的化学,它可以杀死植物(1]。为了避免这个问题,科学家专注于利用杨树因为他们快速增长每年(3米),有很多长根,可以慢慢摧毁吨标煤(2]。你可以叫杨树的超级英雄树。尽管如此,一些网站TCE污染浓度过高甚至杨树处理。但是,借助一个非常特殊的细菌,可以解决这个问题。

细菌帮助植物净化环境

有一个微小的细菌可以帮助一棵大树?科学家发现了一种非常特殊类型的细菌称为内生植物。体内寄生菌是一种细菌或真菌的生活内部植物和形式共生与植物宿主之间的关系。这个概念类似于你和我在我们肠道内的有益细菌。使用不同的机制,植物内生菌可以容忍各种各样的压力,如干旱和盐化土壤。一些内生菌甚至可以为宿主提供必需的营养。作为回报,这些植物提供光合作用的内生菌糖,和一个安全的地方居住。

细菌内生菌可以住在任何植物的一部分。搬进新工厂家园之前,内生菌存在于土壤,必须努力找到一个工厂。他们可能感觉化合物释放植物根系来引导他们的潜在寄主植物的方法。思考一个警犬嗅它的治疗。一旦他们到达工厂,内生菌进入通过裂缝根(3]。

但是我们TCE的问题呢?使用一种特殊的细菌内生植物称为PDN3因为它来自杨树,可以生长在超高水平的TCE [4]。细菌PDN3绿色标记(图1)因此,科学家们可以使用一个特殊的显微镜来验证内生植物可能进入工厂。下一步是让PDN3杨树。这样做是通过浸泡一些杨树棍子一桶细菌的解决方案。然后TCE-polluted的棍子戳在地上。另一组棒,称为控制,也插到地上,但是没有添加到细菌的解决方案。通过监测树PDN3和控制树木,生物学家可以看到如果PDN3帮助树木清理TCE污染。看看这张照片图2。你认为细菌帮助树木吗?

什么是Endophyte-Assisted植物修复吗?

我们看到的树添加内生植物细菌显然看起来更大,更健康的比没有PDN3控制树。但是这些细菌帮助解决TCE的问题吗?科学家收集的证据显示几行bacteria-tree合作工作。下游地下水的树几乎没有一丝TCE 3年后,树木被种植。所以,树木的污水但是他们没有看生病的控件树一样。科学家们检查在树木和得知树给PDN3 TCE的组织比控制杨树。这意味着TCE被树内的树木被毁在他们体内寄生菌的朋友的帮助下。TCE分解时,氯释放(因为TCE是三倍氯乙烯)。果然,有很多额外的周围土壤中氯PDN3树。换句话说,内生菌帮助杨树达到了TCE和分解。这个过程中,植物和内生菌共同努力恢复的目的,endophyte-assisted植物修复。

现在我们知道细菌内生植物帮助杨树修复TCE污染问题,但科学家们仍然不知道究竟怎么回事。因为细菌本身可以分解TCE很好,我们知道内生植物有特殊的酶。但寄主植物内生菌也带来很多好处,所有这些都可能导致更好的去除污染。例如,内生菌如PDN3可以让植物激素告诉工厂赚更多的根源。根开始生长迅速,可以再没有PDN3和密度比他们在树上。因此,PDN3-containing出地面植物可以把更多的营养。PDN3-containing杨树也加深了,可能达到污染地区以前高不可攀。

前进

这个发现有可能改变我们的方式清理环境污染。Endophyte-assisted植物修复比平时便宜很多实践,这是非常有效的,它是对环境有益。同样,它的好处野生动物以及人类。但是,因为发现endophyte-assisted植物修复非常新,世界仍主要使用通常的方法。我们这个星球的健康取决于我们怎样对待它,它是我们的责任去清理过去几代的错误。我们必须确定我们的世界的未来做出正确的决定我们如何管理我们的环境。利用微生物在植物和更多地依赖于自然的做法,我们可以使地球成为一个更美好的家。

资金

最初的研究报告在这个刊物是由国家环境健康科学研究所的美国国立卫生研究院的奖项R44ES020099数量。SD部分支持的拜伦和爱丽丝洛克伍德教授。

术语表

三氯乙烯:↑化学广泛用作溶剂和脱脂剂持久污染物在环境中。

环境保护署:↑美国政府的一个机构负责保护环境。

生物修复:↑使用一个生物体的自然能力拆卸和分解污染物在环境中。

植物修复:↑使用植物的自然能力去除和降解环境污染物。

内生植物:↑细菌或真菌,生活在一种植物。

共生:↑一个长期的两种不同生物之间的相互作用。

Endophyte-assisted植物修复:↑植物内生菌的使用帮助去除污染物。

的利益冲突

摩根富林明的首席科学官Intrinsyx环境有许可协议使用TCE-degrading体内寄生菌菌株。

其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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原始的文章

↑多提,s . L。弗里曼,j·L。Cohu, c . M。Burken, j·G。Firrincieli,。西蒙,。,等。2017。增强降解TCE的超级基金网站使用endophyte-assisted杨树植物修复。环绕。科学。抛光工艺。51:10050-8。doi: 10.1021 / acs.est.7b01504

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引用

[1]↑多提,s . L。弗里曼,j·L。Cohu, c . M。Burken, j·G。Firrincieli,。西蒙,。,等。2017。增强降解TCE的超级基金网站使用endophyte-assisted杨树植物修复。环绕。科学。抛光工艺。51:10050-8。doi: 10.1021 / acs.est.7b01504

[2]↑商,t, Q。多提,s . L。威尔逊,a . M。Howald, w . N。戈登,m . p . 2001。三氯乙烯氧化代谢在植物:trichloroethanol通路。光化学58:1055 - 65。doi: 10.1016 / s0031 - 9422 (01) 00369 - 7

[3]↑坎德尔,s . L。Joubert, p . M。多提,s . l . 2017。细菌在植物体内寄生菌殖民和分配”。微生物5:77。doi: 10.3390 / microorganisms5040077

[4]↑康,j·W。汗,Z。多提,s . l . 2012。生物降解TCE的内生植物杂交杨树。达成。环绕。Microbiol。78:3504-7。doi: 10.1128 / AEM.06852-11