利用树木微生物处理毒素

特化细菌帮助树木净化超级基金场地

Populus nigra

黑杨 (Populus nigra)。

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地下水污染可能迎来新的克星:具有增强微生物组的树木。科学家最近从一种特定的杨树中提取了一种特别有效的毒素降解细菌菌株,并将其转移到其他树木上。这提高了树木分解致癌物三氯乙烯 (TCE) 的天然能力——三氯乙烯是一种工业溶剂,已渗入美国各地废物场附近的地下水源。《环境科学与技术》杂志 9 月份发表的研究结果表明,可以将此类树木种植在严重污染的地下水区域,作为一种高效且经济实惠的清理方法。

普通的杨树有时被种植来帮助去除轻度污染地下水中的 TCE。但这并不总是能完全降解化学物质,而较重的清理可能需要生物修复机器,其安装费用通常高达 70 万美元至 300 万美元。在早期的研究中,华盛顿大学的植物微生物学家莎伦·多蒂和她的同事对一种杨树进行了基因改造,以应对高浓度的 TCE。然而,像所有转基因植物一样,它需要漫长的环境影响测试,这阻碍了潜在的种植者。

黑杨 (Populus nigra) (1) 及其叶子和柔荑花序 (2)。图片来源:Getty Images


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这一次,不需要进行此类测试。多蒂和她的团队首先杂交了两种杨树。多蒂的一名学生从威斯康星州的一棵杨树插条中收集了微生物,一种名为 PDN3 的肠杆菌属菌株。研究人员将他们的杂交树苗浸泡在细菌中,然后将它们与未处理的树木一起种植在旧金山附近三个 TCE 污染严重的超级基金场地——美国政府针对清理的有毒废物场地。

三年后,益处显而易见。接种杨树周围的土壤比未处理的杨树周围的土壤多出 50% 的氯离子——降解的 TCE 分子的无害残留物。富含微生物的树木的树干也粗了约 30%,表明生长更健康。爱荷华大学的环境工程师杰里·施诺尔没有参与这项研究,他说该团队的方法令人印象深刻。他指出,这些树木将周围的 TCE 浓度降低到低于 EPA 规定的饮用水限值。“我认为这是一个大新闻,”他说。

多蒂和她的同事现在正在探寻使 PDN3 能够完成这项壮举的基因。他们还在测量细菌可能给植物带来的其他益处。多蒂说,她对树木的未来寄予厚望:“将超级基金场地变成公园?”

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