$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Биоремедиация — это технология ремедиации, опосредованная биологическими объектами, такими как растения и микроорганизмы. Фиторемедиация, в рамках которой используются растения или растительные продукты для удаления загрязняющих веществ из окружающей среды, может дополнять или служить альтернативой микробной ремедиации, преодолевая некоторые ограничения, связанные с использованием только микроорганизмов 1,2,3,4. Фиторемедиация является экономически эффективной благодаря процессам, происходящим под воздействием солнечной энергии в растениях, при которых загрязняющие вещества поглощаются через их корни или побеги и переносятся между клетками и тканями, где они могут метаболизироваться, изолироваться или улетучиваться5. Наиболее эффективными растениями для фиторемедиации обычно являются устойчивые, устойчивые к стрессу виды с высокой скоростью транспирации, быстрым производством биомассы и глубокими корневыми системами, такие как те, которые встречаются в родах Populus и Salix 6. Будучи сидячими организмами, растения развили различные метаболические пути для обработки токсичных соединений в окружающей среде1. Это наделяет их широким спектром генов и биохимических процессов, которые повышают их способность управлять загрязняющими веществами.
Концепция фитодеградации, впервые предложенная Sandermann et al. (1977)7, описывает трехэтапный процесс детоксикации загрязняющих веществ, опосредованных растениями: трансформация, конъюгация и компартментализация. На каждой фазе загрязняющие вещества подвергаются ферментативным модификациям, которые повышают их гидрофильность, снижают токсичность и делают их более восприимчивыми к секвестрации или дальнейшейминерализации. Однако, поскольку растения в основном полагаются на атмосферный углекислый газ для фиксации углерода, их способность полностью минерализовать органические загрязнители потенциально ограничена. Вместо этого загрязняющие вещества могут быть изолированы в вакуолях или клеточных стенках (фитосеквестрация) или улетучиваться в атмосфере (фитосекратизация)1.
Ключевой проблемой в исследованиях по фиторемедиации является определение того, могут ли растения поглощать и преобразовывать органические загрязнители из окружающей среды1. Традиционные методы обнаружения часто не позволяют точно проследить пути поглощения и перемещения загрязняющих веществ, что затрудняет оценку способности предприятия к ликвидации конкретных загрязнителей 1,5. Меченые радиоактивными веществами органические соединения углерода-14 (14C) предлагают мощное решение этой проблемы. Подвергая растения воздействию 14C-меченых загрязнителей, исследователи могут отслеживать проникновение радиоактивно меченого углерода в растительные ткани, обеспечивая точное понимание поглощения, перемещения и трансформации загрязнителя. Этот метод позволяет идентифицировать виды растений, способные восстанавливать определенные органические загрязнители, и предлагает надежный способ оценки вовлеченных физиологических путей. В конечном счете, использование 14С-меченых соединений улучшает наше понимание потенциала фиторемедиации, способствуя разработке более эффективных, целенаправленных стратегий по восстановлению окружающей среды.
В этой статье описывается метод использования 14С-меченых органических загрязнителей для мониторинга поглощения, транслокации и судьбы этих загрязнителей из гидропонного раствора растениями. В одной из недавних публикаций описан аналогичный метод отслеживания судьбы 14гербицидов, меченных С, при внекорневой подкормке8. Тем не менее, описанный здесь метод описывает, как оценить удаление и транслокацию радиоактивно меченых загрязнителей из гидропонного раствора, с комментариями о том, как адаптировать этот метод к использованию почвы.