กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 13 นาที

ไฮเปอร์แอคคิวเลเตอร์

พืช สะสมโลหะหนัก (Hyperaccumulator) เป็นพืชประเภทเมทัลโลไฟต์ (Metallophyte) ที่สามารถเจริญเติบโตได้ในดินหรือน้ำที่มีความเข้มข้นของ โลหะ สูง...

ไฮเปอร์แอคคิวเลเตอร์

Viola lutea subsp. calaminariaหรือที่รู้จักกันในชื่อไวโอเล็ตสังกะสี เจริญเติบโตได้ดีในดินที่มีสังกะสีสูง

พืชสะสมโลหะหนัก (Hyperaccumulator)เป็นพืชประเภทเมทัลโลไฟต์ (Metallophyte) ที่สามารถเจริญเติบโตได้ในดินหรือน้ำที่มีความเข้มข้นของโลหะ สูง โดยดูดซับโลหะผ่านทางรากและเก็บสะสมไว้ในใบ[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]ความเข้มข้นของโลหะจะสูงจนเป็นพิษต่อพืชสายพันธุ์ใกล้เคียงที่ไม่สามารถปรับตัวให้เจริญเติบโตได้ในดินที่มีโลหะหนัก ประมาณ 85-90% ของพืชสะสมโลหะหนักเป็นพืชเมทัลโลไฟต์ที่ต้องอาศัยพืชชนิดอื่นในการดำรงชีวิต[ 4 ]

เมื่อเปรียบเทียบกับพืชที่ไม่สะสมโลหะหนัก รากของพืชสะสมโลหะหนักจะดูดซับโลหะจากดินในอัตราที่สูงกว่า ถ่ายโอนไปยังลำต้นได้เร็วกว่า และเก็บสะสมไว้ในใบและรากในปริมาณมาก[ 5 ]ความสามารถในการสะสมโลหะหนักที่เป็นพิษเมื่อเทียบกับพืชชนิดอื่นที่เกี่ยวข้องนั้น พบว่าเกิดจากการแสดงออกของยีน ที่แตกต่างกัน และการควบคุมยีนเดียวกันในพืชทั้งสองชนิด[ 1 ]พืชสะสมโลหะหนักมักถูกกล่าวถึงในบริบทของการบำบัดทางชีวภาพแม้ว่าการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ยังคงเป็นเพียงเป้าหมาย พืช 450 ชนิด รวมถึงสิ่งมีชีวิตต้นแบบอย่าง ArabidopsisและBrassicaceaeได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการดูดซับและกักเก็บโลหะ เช่นสารหนู (As), โคบอลต์ (Co), เหล็ก (Fe), ทองแดง (Cu), แคดเมียม (Cd), ตะกั่ว (Pb), ปรอท (Hg), ซีลีเนียม (Se), แมงกานีส (Mn), นิ กเกล (Ni), [ 6 ]สังกะสี (Zn) และโมลิบเดนัม (Mo) ในความเข้มข้นที่สูงกว่าที่พบในสายพันธุ์หรือประชากรใกล้เคียงถึง 100–1000 เท่า[ 1 ]

พืชทนโลหะ

พืชทนโลหะเป็นพืชประเภทหนึ่งที่สามารถอยู่รอดได้ในดินที่มีโลหะสูง[ 7 ]พืชทนโลหะถูกจัดประเภทเป็นพืชบ่งชี้โลหะ พืชขับโลหะออก หรือพืชสะสมโลหะสูง[ 3 ]พืชเหล่านี้มีตั้งแต่พืชทนโลหะแบบบังคับไปจนถึงพืชทนโลหะแบบไม่บังคับ[ 8 ] พืชทนโลหะ แบบบังคับสามารถอยู่รอดได้เฉพาะในสภาวะที่มีโลหะหนัก ในขณะที่ พืชทนโลหะ แบบไม่บังคับสามารถทนต่อสภาวะดังกล่าวได้ แต่ไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะในสภาวะนั้น[ 8 ]

นักสะสมสารตัวสูง

ตารางเกี่ยวกับไฮเปอร์แอคคิวเลเตอร์

ชนิดของพืชชื่อสามัญโลหะสะสมบังคับหรือเลือกได้
อลิสซัม มูราเลขนปุยสีเหลืองนิ[ 3 ]ทางเลือก[ 4 ]
แอสตรากาลัสแอสตรากาลัสSe [ 9 ]
บิสคูเทลลา ลาอีวิกาตาบัคเลอร์มัสตาร์ดTl [ 10 ]ทางเลือก[ 4 ]
Brassica junceaผักกาดมัสตาร์ดAu, [ 3 ] Pb [ 11 ]
เดแชมเปีย เซสปิโตซาหญ้าขนปุยPb, Cd, Zn [ 3 ]
เจ้าชายแห่งทะเลทรายสแตนลีย์Se [ 9 ]
เอเลโอคาริส อะซิคูลาริสหนามเข็มCu, Zn, Cd, As [ 3 ]
Erato polymnioidesต้นไม้ผีHg [ 3 ]
Haumaniastrum robertiiโรเบิร์ตส์ ฮาวมาเนียสตรัมโค[ 3 ]
Helianthus annusดอกทานตะวันทั่วไปCd, Ni, Pb, Cr, [ 11 ] As [ 12 ]
ไอเบอริส อินเตอร์มีเดียแคนดี้ทัฟท์Tl [ 10 ]
เมดิกาโก ซาติวาอัลฟัลฟาAu [ 3 ]
ป๊อปลัส นิกราป็อปลาร์Cd, Ni, Pb, Cr [ 11 ]
เพเทอริส วิตตาตาเบรกจีนCr, Hg [ 3 ]ทางเลือก[ 4 ]
พิกนันดรา อะคูมินาตาเซฟบลูนิ[ 13 ]
Salix smithianaสมิธส์วิลโลว์Cd, Ni, Pb, Cr [ 11 ]
Salix viminalisตะกร้าหวายCd, Zn, Cu [ 14 ]
Solanum lycopersicumมะเขือเทศCr [ 15 ]
ไวโรเทีย นิวโรฟิลลามน[ 3 ]
ไซโลไรซาโมฮาวี-แอสเตอร์Se [ 9 ]
Zea maysข้าวโพดCd, Ni, Pb, Cr [ 11 ]

โปรดทราบว่ามีการถกเถียงกันอยู่ว่า Allium, Amaranthus, Iris, Lonicera, Rorippa, Salsola และ Solanum เป็นพืชสะสมโลหะหนักหรือพืชทนโลหะหนักจริงหรือไม่ เนื่องจากมีการบันทึกการสะสมโลหะหนักในห้องปฏิบัติการ ไม่ใช่ในธรรมชาติ[ 4 ]

Solanum lycopersicumหรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า ต้นมะเขือเทศ
Pteris vittataหรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า Chinese Brake
Xylorhizaหรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า Mojave-aster
Brassica junceaหรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า ผักกาดมัสตาร์ด
Alyssum muraleหรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า Yellow Tuft
Erato polymnioidesหรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า Ghost Plant

การประยุกต์ใช้สารสะสมพลังงานสูง

ภาพการ์ตูนแสดงกระบวนการฟื้นฟูดินปนเปื้อนโลหะ (สีม่วงและสีเหลือง = โลหะหนัก) โดยใช้พืชสะสมโลหะหนักสูง ไอออนของโลหะจะถูกเคลื่อนย้ายจากดินไปยังใบของพืช ในกรณีของการทำเหมืองแร่จากพืช ใบของพืชจะถูกเก็บเกี่ยวเพื่อนำโลหะมีค่ากลับมาใช้ใหม่

การบำบัดทางชีวภาพด้วยพืช

พืชที่มีการสะสมสารพิษสูงเป็นที่น่าสนใจในบริบทของการบำบัดทางชีวภาพด้วยพืช : เพื่อกำจัดสารพิษออกจากดินที่ปนเปื้อน[ 16 ] [ 17 ]การสกัดสาร พิษด้วยพืช เป็นกระบวนการย่อยของการบำบัดทางชีวภาพด้วยพืช ซึ่งพืชจะกำจัดไอออนโลหะออกจากดินหรือน้ำ[ 16 ] โดยหลักการแล้ว การสกัดสารพิษ ด้วยพืชสามารถใช้เพื่อกำจัดสารปนเปื้อนออกจากระบบนิเวศได้[ 18 ] ตัวอย่างเช่น ผักตบชวา ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถกำจัดสารหนูออกจากน้ำได้[ 19 ]การสะสมแคดเมียมก็ได้รับความสนใจเช่นกัน เนื่องจากโลหะชนิดนี้มักเป็นพิษ[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]

ซีเซียม-137และสตรอนเทียม-90ถูกกำจัดออกจากบ่อโดยใช้ดอกทานตะวันหลังจากอุบัติเหตุเชอร์โนบิล[ 23 ]

การบำบัดดินที่ปนเปื้อนโลหะตระหนักว่าโลหะไม่สามารถย่อยสลายได้ ต้องกำจัดออกไป สารมลพิษอินทรีย์สามารถกำจัดได้ และโดยทั่วไปแล้วเป็นเป้าหมายหลักสำหรับการบำบัดด้วยพืช การทดลองภาคสนามสนับสนุนความเป็นไปได้ในการใช้พืชเพื่อทำความสะอาดสิ่งแวดล้อม[ 24 ] [ 25 ]

การขุดแร่จากพืช

พืชสกุล Odontarrhenaเป็นพืชสะสมนิกเกลในปริมาณสูง

การทำเหมืองแร่ด้วย พืช บางครั้งเรียกว่าการทำเหมืองแร่ด้วยพืช[ 26 ]คือแนวคิดในการสกัดโลหะหนักจากดินโดยใช้พืชสะสมโลหะหนัก[ 27 ]เมื่อการสะสมโลหะหนักดำเนินไปถึงระดับหนึ่งแล้ว โลหะจะถูกเก็บรวบรวมจากพืชและนำไปกลั่นเพื่อจำหน่ายหรือกำจัดทิ้ง[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

โดยทั่วไปแล้วการทำเหมืองแร่โดยใช้พืชจะดำเนินการตามขั้นตอนสามขั้นตอน: 1) การสกัดด้วยพืช ซึ่งโลหะจะถูกกักเก็บจากดินเข้าไปในพืช 2) การเพิ่มความเข้มข้น ซึ่งชีวมวลของพืชจะถูกกำจัดออกไปและโลหะหนักจะถูกเพิ่มความเข้มข้นในรูปของแข็ง 3) การสกัด ซึ่งของแข็งที่เหลือจะถูกแปรรูปให้เป็นรูปแบบที่เข้าถึงได้ง่ายขึ้น[ 31 ]

โดยหลักการแล้ว การทำเหมืองแร่ด้วยพืชจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อเทียบกับการทำเหมืองแร่แบบดั้งเดิมการทำเหมืองแร่ด้วยพืชยังสามารถกำจัดโลหะหนักเกรดต่ำออกจากของเสียจากเหมืองแร่ได้อีกด้วย[ 28 ]การทบทวนในปี 2021 สรุปว่าความเป็นไปได้ทางการค้าของการทำเหมืองแร่ด้วยพืชนั้น "มีจำกัด" [ 26 ]เนื่องจากเป็นกระบวนการที่ช้าและไม่มีประสิทธิภาพ วัตถุประสงค์ของมันคือ: (i) การรวบรวมโลหะเพื่อใช้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจ (ii) การรวบรวมโลหะที่เป็นพิษเพื่อปรับปรุงดิน

การสกัดแร่ด้วยพืช (Phytomining) ได้รับการเสนอโดย Rufus Chaney นักปฐพีวิทยาของ USDA ในปี 1983 [ 32 ]เขาและ Alan Baker ศาสตราจารย์ จากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์นได้ทดสอบวิธีการนี้เป็นครั้งแรกในปี 1996 [ 32 ]พวกเขารวมถึง Jay Scott Angle และ Yin-Ming Li ได้ยื่นจดสิทธิบัตรเกี่ยวกับกระบวนการนี้ในปี 1995 ซึ่งหมดอายุในปี 2015 [ 33 ]

บริษัท สตาร์ทอัพหลายแห่งกำลังศึกษาขั้นตอนการขุดโลหะหนักที่อยู่บนพื้นผิว ในปี 2025 Genomines ได้รับเงินทุน Series A จำนวน 45 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อนำ การขุด นิกเกล โดยใช้พืช จากกากแร่มาใช้ใน เชิงพาณิชย์ [ 34 ]บริษัท Econick ของฝรั่งเศสและบริษัท MetalPlant ของแอลเบเนียต่างก็มีโครงการขุดนิกเกลโดยใช้พืช ณ กลางปี ​​2024 MetalPlant ได้สกัดนิกเกลที่ใช้ได้น้อยกว่า 1 กิโลกรัม โดยใช้พืชOdontarrhena [ 35 ]

ข้อได้เปรียบทางสรีรวิทยาสำหรับการสะสมในปริมาณสูง

ข้อได้เปรียบทางชีวภาพของการสะสมโลหะหนักในปริมาณมากอาจเป็นเพราะระดับความเป็นพิษของโลหะหนักในใบสามารถยับยั้งสัตว์กินพืชหรือเพิ่มความเป็นพิษของสารเมตาบอไลต์ต้านการกินพืชอื่นๆ ได้[ 16 ] [ 36 ]สมมติฐานการป้องกันของพืช "สมมติฐานการป้องกันธาตุ" ที่เสนอโดย Poschenrieder ชี้ให้เห็นว่าการแสดงออกของยีนเหล่านี้ช่วยใน การป้องกันสัตว์ กินพืชหรือเชื้อโรคโดยทำให้เนื้อเยื่อเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตที่พยายามกินพืชนั้น[ 37 ]สมมติฐานอีกประการหนึ่ง "สมมติฐานร่วม" ที่เสนอโดย Boyd ชี้ให้เห็นว่าการแสดงออกของยีนเหล่านี้ช่วยในการป้องกันแบบทั่วระบบ[ 38 ]ประโยชน์ของการสะสมโลหะหนักในปริมาณมากสำหรับพืชอาจเป็นเพราะระบบการขนส่งจากรากไปยังลำต้นช่วยกระตุ้นการสะสมโลหะหนักโดยการสร้างการตอบสนองต่อการขาดโลหะในราก[ 39 ]

ที. แครูเลสเซนส์

T. caerulescensหรือเพนนีเครส ได้รับความสนใจเป็นพิเศษในฐานะพืชสะสมโลหะหนักหลายชนิด เช่น Cd, Pb และ Zn ใบของมันสะสม  Cd ได้มากถึง 380 มก./กก. [ 40 ]ในทางกลับกัน การมีทองแดงดูเหมือนจะทำให้การเจริญเติบโตของมันบกพร่อง พบได้มากในดินที่มี Zn/Pb สูง รวมถึงดินเซอร์เพนไทน์และดินที่ไม่มีแร่ธาตุ[ 41 ]เมื่อปลูกในดินที่ปนเปื้อนเล็กน้อยThlaspi ochroleucum ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่ใกล้เคียงกัน เป็นพืชที่ทนต่อโลหะหนัก แต่สะสม Zn ในลำต้นน้อยกว่าT. caerulescens มาก ดังนั้นT. ochroleucumจึงเป็นพืชที่ไม่สะสมโลหะหนัก ในขณะที่T. caerulescens ซึ่งอยู่ในวงศ์เดียวกัน เป็นพืชสะสมโลหะหนัก การถ่ายโอน Zn จากรากไปยังลำต้นแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสองสายพันธุ์นี้T. caerulescensมีระดับความเข้มข้นของ Zn ในลำต้น/รากสูงกว่าT. ochroleucum มาก ซึ่ง T. ochroleucum มีความเข้มข้นของ Zn ในราก สูงกว่าเสมอ เมื่องดการให้ Zn ปริมาณ Zn ที่สะสมอยู่ในรากของT. caerulescensลดลงมากกว่าในT. ochroleucumควบคู่ไปกับการเพิ่มขึ้นของปริมาณ Zn ในลำต้นที่มากขึ้น การลดลงของ Zn ในรากอาจเกิดจากการขนส่งไปยังลำต้นเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากปริมาณ Zn ในลำต้นเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน[ 42 ]

พื้นฐานทางพันธุกรรมของการสะสมมากเกินไป

การแสดงออกมากเกินไปของยีนขนส่ง Zn, ZNT1, ในเนื้อเยื่อรากและยอดเป็นองค์ประกอบสำคัญของลักษณะการสะสม Zn สูงในT. caerulescens [ 43 ] การแสดงออกของยีนที่เพิ่มขึ้นนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นพื้นฐานสำหรับการดูดซึม Zn 2+จากดินที่เพิ่มขึ้นใน รากของ T. caerulescensและเป็นไปได้ว่ากระบวนการเดียวกันนี้เป็นพื้นฐานของการดูดซึม Zn 2+ ที่เพิ่มขึ้น ในเซลล์ใบ โปรตีนเหล่านี้ถูกเข้ารหัสโดยยีนในตระกูล ZIP อย่างไรก็ตาม ตระกูลอื่นๆ เช่น HMA (heavy metal ATPase [ 39 ] ), MATE, YSL และ MTP ก็ได้รับการสังเกตว่ามีส่วนเกี่ยวข้องด้วยเช่นกัน ตระกูลยีน ZIP เข้ารหัสตัวขนส่ง Cd, Mn, Fe และ Zn ตระกูล ZIP มีบทบาทในการจัดหา Zn ให้กับโปรตีนโลหะ[ 37 ] [ 44 ]

ในการศึกษาหนึ่งเกี่ยวกับArabidopsisพบว่าArabidopsis halleri ซึ่ง เป็นพืชทนโลหะ แสดงออกถึงสมาชิกของตระกูล ZIP ซึ่งไม่แสดงออกในสายพันธุ์พี่น้องที่ไม่ทนโลหะ ยีนนี้เป็นตัวขนส่งที่ควบคุมด้วยธาตุเหล็ก (โปรตีน IRT) ซึ่งเข้ารหัสตัวขนส่งหลักหลายตัวที่เกี่ยวข้องกับการดูดซึมแคตไอออนของเซลล์เหนือระดับความเข้มข้น เมื่อยีนนี้ถูกถ่ายโอนไปยังยีสต์ ก็สังเกตเห็นการสะสมเกิน[ 45 ]สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการแสดงออกเกินของยีนตระกูล ZIP ที่เข้ารหัสตัวขนส่งแคตไอออนเป็นลักษณะทางพันธุกรรมเฉพาะของการสะสมเกิน อีกตระกูลยีนหนึ่งที่พบได้ทั่วไปในพืชสะสมเกินคือตระกูล ZTP และ ZNT การศึกษาในT. caerulescensระบุว่าตระกูล ZTP เป็นตระกูลเฉพาะของพืชที่มีความคล้ายคลึงกันของลำดับสูงกับตัวขนส่งสังกะสีอื่น ๆ ทั้งตระกูล ZTP และ ZNT เช่นเดียวกับตระกูล ZIP เป็นตัวขนส่งสังกะสี[ 46 ]พบว่าในสายพันธุ์ที่มีการสะสมสูง ยีนเหล่านี้ โดยเฉพาะอัลลีล ZNT1 และ ZNT2 มีการแสดงออกมากเกินไปเรื้อรัง[ 47 ]

AhHMHA3 ถูกแสดงออกในบุคคลที่สะสมโลหะหนักมากเกินไป AhHMHA3 ได้รับการระบุว่าแสดงออกเพื่อตอบสนองและช่วยในการล้างพิษ Zn [ 48 ] ในการศึกษาอื่นโดยใช้ประชากร Arabidopsis ที่ทน ต่อโลหะหนักและไม่ทนต่อโลหะหนักการผสมกลับแสดงให้เห็นถึงพลีโอโทรปีระหว่างความทนทานต่อ Cd และ Zn [ 49 ] การตอบสนองนี้ชี้ให้เห็นว่าพืชไม่สามารถตรวจจับโลหะเฉพาะได้ และการสะสมโลหะหนักมากเกินไปน่าจะเป็นผลมาจากระบบการขนส่ง Zn ที่แสดงออกมากเกินไป[ 50 ]

HMA ที่ได้รับการบันทึกไว้อย่างดีตัวหนึ่งคือ HMA4 ซึ่งอยู่ในกลุ่มย่อย Zn/Co/Cd/Pb HMA และอยู่ในบริเวณเยื่อหุ้มพลาสมาของไซเล็มพาเรนไคมา[ 16 ] HMA4 จะถูกควบคุมให้เพิ่มขึ้นเมื่อพืชสัมผัสกับ Cd และ Zn ในระดับสูง แต่จะถูกควบคุมให้ลดลงในญาติที่ไม่สะสมโลหะหนัก[ 51 ]นอกจากนี้ เมื่อการแสดงออกของ HMA4 เพิ่มขึ้น จะมีการเพิ่มขึ้นของการแสดงออกของยีนที่อยู่ในตระกูล ZIP (โปรตีนขนส่งที่ควบคุมโดยสังกะสีและเหล็ก) ที่สัมพันธ์กันด้วย

การดัดแปลงพันธุกรรมของพืชสะสมธาตุอาหารสูง

วิศวกรรมพันธุกรรมถูกนำมาใช้เพื่อวิจัยการปรับปรุงศักยภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพการสะสมโลหะหนักและความต้านทานของสายพันธุ์ต่อผลข้างเคียงทางชีวภาพของการดูดซับโลหะ[ 52 ]วิธีการต่างๆ ได้แก่ การดัดแปลงพันธุกรรมให้มีการแสดงออกของเอนไซม์หรือโปรตีนที่ย่อยสลายสารมลพิษที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางการขนส่งโลหะหนักมากเกินไป และการถ่ายทอดยีน โดยที่ยีนจากสิ่งมีชีวิตที่สะสมโลหะหนักมากจะถูกแทรกเข้าไปในจีโนมของสิ่งมีชีวิตที่สะสมโลหะหนักมากชนิดอื่น เพื่อกำหนดเป้าหมายโลหะเฉพาะหรือโลหะที่สายพันธุ์นั้นไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้

ตัวอย่างเช่นSedum plumbizinicicolaเป็นพืชสะสม Cd ในปริมาณสูงโดยใช้ยีนขนส่งโลหะหนัก SpHMA2, SpHMA3 และ SpNramp6 [ 53 ]ในปี 2023 Yang et al. ได้แทรกยีนเหล่านี้เข้าไปในBrassica napusหรือ ต้น เรพซีดส่งผลให้ประสิทธิภาพการดูดซึมและการกักเก็บ Cd สูงขึ้นเมื่อเทียบกับเรพซีดสายพันธุ์ป่า

ตามทฤษฎีแล้ว พืชสกัดสารดัดแปลงพันธุกรรมทำหน้าที่ผสมผสานคุณสมบัติที่พึงประสงค์ เช่น การผลิตชีวมวลสูงเข้ากับการสะสมสารในปริมาณสูง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการปรับปรุงความเร็วของการบำบัดทางชีวภาพ อย่างไรก็ตาม รายงานการวิจัยมักไม่ได้รวมข้อมูลระยะยาวของการสกัดสารโดยพืชดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อดูว่าพวกมันสามารถอยู่รอดได้ตลอดวงจรชีวิตโดยดูดซับสารปนเปื้อนในระดับที่สะสมได้ในปริมาณสูงหรือไม่[ 54 ]การนำพืชดัดแปลงพันธุกรรมไปใช้ในพื้นที่เพื่อการบำบัดทางชีวภาพก็เป็นที่ถกเถียงกันเช่นกัน เนื่องจากพืชเหล่านี้อาจส่งผลกระทบเชิงลบต่อความหลากหลายทางชีวภาพของพืชพื้นเมือง[ 55 ]

เส้นทางโมเลกุล

การสะสมมากเกินไปมักเป็นผลมาจากการจับสังกะสีแบบไม่จำเพาะเจาะจง เช่น สารกักเก็บโปรตีน ตัวขนส่ง ฯลฯ ที่มีความสัมพันธ์สูงกับสังกะสีซึ่งจะจับกับไอออนโลหะอื่นๆไอออนโลหะในสารละลายไวต่อการสกัด[ 56 ]ตัวอย่างเช่น ลิแกนด์ที่หลั่งออกมาจากพืช เช่น ไฟโตไซเดอโรฟอร์ กรดอินทรีย์หรือคาร์บอกซิเลตสามารถจับกับไอออนบางชนิดได้อย่างเลือกสรร[ 57 ] [ 58 ]

ตัวกันโลหะ

พืชที่ดูดซับโลหะเป็นพืชประเภทที่ดูดซับโลหะเฉพาะที่รากเท่านั้น[ 3 ]

ชนิดของพืชชื่อสามัญโลหะสะสม
ไบเดนส์ พิโลซาหมุดช่างทำรองเท้าAs, Cd [ 3 ]
ความขัดแย้งของซิลีนโดเวอร์ แคทช์ฟลายAs, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn [ 3 ]
พืชดอกชนิดหนึ่งชื่อBidens pilosaอยู่ในวงศ์Asteraceae หรือวงศ์เดซี่
Silene paradoxaหรือ Dover Catchyfly เป็นไม้ดอก ใน วงศ์Caryophyllaceae

ตัวบ่งชี้โลหะ

ตัวบ่งชี้โลหะคือเมทัลโลไฟต์ที่สะสมความเข้มข้นของโลหะหนักในลำต้นและใบ[ 3 ] แม้ว่าจะดูดซับโลหะได้ดี แต่ในที่สุดก็จะตายเพราะความ เป็นพิษของโลหะ[ 3 ]

ชนิดของพืชชื่อสามัญโลหะสะสม
ชาร่า บอลติก้าสโตนเวิร์ทPb, Cd, Hg, Ni [ 3 ]
สกุลCladophoraวัชพืชผ้าห่มPb, Cd, Hg, Ni [ 3 ]
ค็อกโคทิลัส ทรันคาตัสPb, Cd, Hg, Ni [ 3 ]
ฟูคัส เซอร์ราตัสราคฟันCd, Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn [ 3 ]
เฟอร์เซลลาเรีย ลัมบริคาลิสไอริชมอสPb, Cd, Hg, Ni [ 3 ]
กระดูกสะบ้าหัวเข่าหอยลิมเพ็ตธรรมดาCd, Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn [ 3 ]
โพลีไซโฟเนีย ฟูคอยด์สสาหร่ายแดงPb, Cd, Hg, Ni [ 3 ]
ริซินัส คอมมูนิสเมล็ดละหุ่งนิ[ 3 ]
สตัคเคเนีย เพคตินาตาสาหร่ายสาคูPb, Cd, Hg, Ni [ 3 ]
Zannichellia palustrisสาหร่ายเขาPb, Cd, Hg, Ni [ 3 ]
Patella vulgataเป็นหอยทะเลชนิดหนึ่งที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อหอยฝาเดียวธรรมดา ในวงศ์ Patellidae
Polysiphonia fucoidesเป็นสาหร่ายขนาดเล็กที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อสาหร่ายแดง
เฟอร์เซลลาเรีย ลัมบริคาลิส (Furcellaria lumbricalis ) สาหร่ายสีแดงที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ ไอริชมอส (Irish Moss)

ตัวอย่างอื่นๆ

เพนนีเครสอัลไพน์ ( Thlaspi caerulescens ), [ 59 ]สังกะสีไวโอเล็ต ( Viola calaminaria ), แซนด์เวิร์ตในฤดูใบไม้ผลิ ( Minuartia verna ), การเดินเรือในทะเล ( Armeria maritima ), Cochlearia , งอทั่วไป ( Agrostis capillaris ) และกล้าย ( Plantago lanceolata ) [ 60 ]

อ่านเพิ่มเติม

  • KB Axelsen และ MG Palmgren, การสำรวจกลุ่มปั๊มไอออนชนิด P ใน Arabidopsis Plant Physiol., 126 (1998), หน้า 696–706

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hyperaccumulator&oldid=1358142604 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไฮเปอร์แอคคิวเลเตอร์

พืช สะสมโลหะหนัก (Hyperaccumulator) เป็นพืชประเภทเมทัลโลไฟต์ (Metallophyte) ที่สามารถเจริญเติบโตได้ในดินหรือน้ำที่มีความเข้มข้นของ โลหะ สูง...

พืชทนโลหะ

พืช ทนโลหะ เป็นพืชประเภทหนึ่งที่สามารถอยู่รอดได้ในดินที่มีโลหะสูง [ 7 ] พืชทนโลหะถูกจัดประเภทเป็นพืชบ่งชี้โลหะ พืชขับโลหะออก หรือพืชสะสมโลหะสูง [ 3 ] พืชเหล่านี้มีตั้งแต่พืชทนโลหะแบบบังคับไปจนถึงพืชทนโลหะแบบไม่บังคับ [ 8 ] พืชทนโลหะ แบบบังคับ...

ตารางเกี่ยวกับไฮเปอร์แอคคิวเลเตอร์

โปรดทราบว่ามีการถกเถียงกันอยู่ว่า Allium, Amaranthus, Iris, Lonicera, Rorippa, Salsola และ Solanum เป็นพืชสะสมโลหะหนักหรือพืชทนโลหะหนักจริงหรือไม่ เนื่องจากมีการบันทึกการสะสมโลหะหนักในห้องปฏิบัติการ ไม่ใช่ในธรรมชาติ [ 4 ]

การประยุกต์ใช้สารสะสมพลังงานสูง

พืชที่มีการสะสมสารพิษสูงเป็นที่น่าสนใจในบริบทของ การบำบัดทางชีวภาพด้วยพืช : เพื่อกำจัดสารพิษออกจากดินที่ปนเปื้อน [ 16 ] [ 17 ] การสกัดสาร พิษด้วยพืช เป็นกระบวนการย่อยของ การบำบัดทางชีวภาพ ด้วยพืช ซึ่งพืชจะกำจัดไอออนโลหะออกจากดินหรือน้ำ [ 16 ] โดยหลักการแล้ว...