Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Mais og bakterier: En en-to slag banker kobber ut av frimerke sand

Anonim

Forskere har kjent i årevis at sammen kan bakterier og planter rette opp forurensede steder. Ramakrishna Wusirika, fra Michigan Technological University, har bestemt at hvordan du legger til bakterier i blandingen kan gjøre en stor forskjell.

annonse


Han har også kaster lys over de biokjemiske veiene som gjør at planter og bakterier kan rydde opp noen av de verste jorda på planeten mens de øker fruktbarheten.

Wusirika, lektor i biovitenskap, første innsamlede stempel sands nær landsbyen Gay, i Michigan's Upper Peninsula. I flere tiår knuste kobberminefirmaer kobbermalm og dumpet resterne - en anslagsvis 500 millioner tonn stampsand - over hele regionen. Nesten ingenting vokser på disse menneskeskapte ørkenene, som er laced med høye konsentrasjoner av kobber, arsen og andre plante-uvennlige kjemikalier.

Deretter plantet Wusirika og hans team mais i stempelsanden, som inneholdt bakterier på fire forskjellige måter:

1. Bland det i stempelsanden før planting av frø;

2. belegget frø med bakterier og planting det;

3. spire frø og plante dem i jord til hvilket bakterier ble tilsatt; og

4. Den konvensjonelle metoden som nedsetter røttene til maisplanter i bakterier og planting dem i frimerke.

Etter 45 dager oppstyrte teamet plantene og målte tørrvekten. All mais vokst med bakterier var betydelig sterkere - fra to til fem ganger større - enn maisen vokst i frimerke sand alene. De største var de plantet som frøplanter eller som frøplanter.

Men da forskerne analyserte den tørkede maisen, fant de en overraskende oppdagelse: Den frøplantede maisen tok opp langt mer kobber i prosent av tørrvekten. Med andre ord, de mindre plantene trakk mer kobber, unse per unse, ut av frimerke sanden enn de større.

Det har implikasjoner for landforvaltere som prøver å rette opp forurensede steder, eller til og med for bønder som arbeider med marginale jordsmonn, sa Wusirika. Den vanlige teknikken - bruk av bakterier til plantens røtter før transplantasjon - fungerer fint i laboratoriet, men vil være upraktisk for store prosjekter. Dette kan åpne døren for enkel, praktisk opprydding av kobberforurenset jord.

Men bare det faktum at alle plantene som vokste med bakterier gjorde det bra, pekte også på hans nysgjerrighet. "Da vi så dette, lurte vi på hva bakteriene gjorde på jorden, " sa Wusirika. "Basert på vår forskning ser det ut til at de forbedrer enzymaktiviteten og øker jordens fruktbarhet, " delvis ved å frigjøre fosfor som var låst i fjellet.

Bakteriene endrer også kobber til et skjema som plantene kan ta opp. "Med bakterier øker det utbyttbare kobber tre ganger, " sa han. "Det er fortsatt mye kobber som ikke er tilgjengelig, men det beveger seg i riktig retning."

Ved å analysere metabolske forbindelser, var laget i stand til å vise at bakteriene forbedrer fotosyntesen og hjelper plantene til å produsere veksthormoner. Bakterier synes også å påvirke mengden fenol som produseres av mais. Fenolikker er antioksidanter som ligner på druer og rødvin.

Sammenliknet med planter dyrket i vanlig jord uten bakterier, viste planter som vokst i frimerke alene, en fem ganger økning i fenolene. Imidlertid viste fenolika i planter dyrket i stempel sand med bakterier en mindre økning.

"Å vokse i frimerke sand er veldig stressende for planter, og de svarer ved å øke sin antioksidantproduksjon, " sa Wusirika. "Ved å legge til metallbestandige bakterier kan plantene takle stress bedre, noe som resulterer i reduserte nivåer av fenol."

"Det er fortsatt mye å forstå her, " la han til. "Vi vil gjerne gjøre en undersøkelse på stampsand i feltet, og vi vil også gjerne arbeide med planter i tillegg til mais. Vi synes dette arbeidet har applikasjoner innen økologisk landbruk og rensing."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Michigan Technological University . Original skrevet av Marcia Goodrich. Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Kefeng Li, Venkataramana R. Pidatala, Rafi Shaik, Rupali Datta, Wusirika Ramakrishna. Integrerte Metabolomic og Proteomic Approaches Dissect effekten av metall-resistente bakterier på maisbiomasse og kobberopptak . Miljøvitenskap og teknologi, 2014; 48 (2): 1184 DOI: 10, 1021 / es4047395