راهی ارزان و موثر برای مقابله با آلودگی جیوه

به گزارش می‌متالز، محققان دانشگاه ملی ججیانگ چین و دانشگاه مریلند آمریکا دریافتند که قارچ «Metarhizium robertsii» جیوه را از خاک اطراف ریشه گیاهان و از آب شیرین و شور از بین می‌برد.

به نقل از وب سایت «Mining»، در مقاله‌ای که در مجله آکادمی ملی علوم ایالات متحده آمریکا منتشر شده است، دانشمندان بیان می‌کنند که یافته‌های آن‌ها می‌تواند راهی ارزان و کارآمد برای محافظت از محصولات کشت‌شده در مناطق آلوده و اصلاح آبراه‌های مملو از جیوه مانند آبراه‌های نزدیک به معادن طلا ارائه کند.

به طور مفصل، این مطالعه نشان می‌دهد که چگونه قارچ «Metarhizium» گیاهان را از جذب جیوه باز می‌دارد. این قارچ علی‌رغم اینکه در خاک آلوده کاشته می‌شود، رشد طبیعی داشته و خوراکی است. ریموند سنت لگر، یکی از اساتید حشره‌شناسی دانشگاه مریلند آمریکا و یکی از نویسندگان این مقاله، در بیانیه‌ای رسانه‌ای اعلام کرد که این قارچ به تنهایی می‌تواند به سرعت جیوه را از آب شیرین و شور از بین ببرد.

وی در ادامه افزود که قارچ «Metarhizium» در همه‌جا یافت می‌شود. به علاوه این قارچ در اطراف ریشه گیاهان رشد می‌کند و از آن‌ها در برابر حشرات گیاهخوار محافظت می‌کند.

دانشمندان معتقدند که این قارچ یکی از تنها موجودات زنده‌ای است که در خاک‌ها و مکان‌های آلوده و حاوی جیوه یا معادن طلای صنعتی یافت می‌شود. همچنین هیچ‌کس از قبل مشخص نکرده است که این قارچ چگونه در خاک‌های آلوده به جیوه زنده می‌ماند و یا این‌که هم‌زیستی با گیاهانی که اطراف این قارچ می‌رویند، چه پیامد‌هایی را برای این گیاهان خواهد داشت.

تاثیرگذاری اصلاح ژن قارچ «Metarhizium»

ریموند سنت لگر و سایر همکاران وی، از قبل ژنوم این قارچ را توالی‌یابی کرده بودند. ویگو فانگ به همراه دیگر نویسندگان این مقاله بر این باورند که این ژنوم حاوی دو ژن است که بسیار شبیه به ژن‌های موجود در یک باکتری شناخته شده برای سم‌زدایی یا زیست‌درمانی جیوه عمل می‌کند.

برای ارزیابی مقاله حاضر، محققان آزمایش‌هایی در آزمایشگاه‌های مختلف انجام دادند و دریافتند که اگر ذرت آلوده به قارچ «Metarhizium» در خاک پاک و در خاک مملو از جیوه کاشته شود، سرعت رشد آن‌ها یکسان خواهد بود. علاوه‌براین، هیچ جیوه‌ای در بافت‌های گیاهی ذرت رشد یافته در خاک آلوده یافت نشد.

سپس محققان قارچ‌ها را اصلاح ژنتیکی کردند و دو ژن مشابه ژن‌های موجود در باکتری‌هایی که برای سم‌زدایی یا زیست‌درمانی جیوه به کار می‌روند را حذف کردند. هنگامی که این محققان آزمایش‌های خود را تکرار کردند، قارچ Metarhizium اصلاح شده دیگر از گیاهان ذرت در برابر خاک مملو از جیوه محافظت نکرد و ذرت از بین رفت.

برای تأیید این‌که ژن‌ها دارای ویژگی‌های سم‌زدایی هستند، محققان این ژن‌ها را در قارچ دیگری که به طور معمول از ذرت در برابر جیوه محافظت نمی‌کرد قرار دادند. این قارچ چدید اصلاح شده که ژن‌های قارچ «Metarhizium» به آن تزریق شده بود، مانند این قارچ عمل کردند و گیاهان را از خاک مملو از جیوه محافظت کردند.

تجزیه و تحلیل‌های میکروبیولوژیکی نشان داد که ژن‌های مورد بحث حاوی آنزیم‌هایی هستند که گونه آلی بسیار سمی جیوه را به مولکول‌های کمتر سمی و غیرآلی جیوه تجزیه می‌کنند.

انجام مهندسی ژنتیک بر روی قارچ «Metarhizium»

در نهایت، محققان مهندسی ژنتیک را بر روی این قارچ به منظور توضیح بیشتر ژن‌های سم‌زدایی و افزایش تولید آنزیم‌های آن انجام دادند.

در آزمایش‌های نهایی، دانشمندان دریافتند که می‌توانند جیوه را از آب شیرین و شور در ۴۸ ساعت با اضافه کردن قارچ «Metarhizium» به این آب‌ها از بین ببرند.

به گفته ریموند سنت لگر، گام بعدی انجام آزمایش‌هایی در مزراع چین است تا مشخص شود که چگونه این قارچ می‌تواند محیط‌های سمی را به مزارع مولد برای کشت ذرت و سایر محصولات زراعی تبدیل کند.

وی در ادامه افزود که قرار دادن گیاهان به منظور رشد در محیط‌های غنی از جیوه، یکی از راه‌هایی است که این قارچ می‌تواند از این گیاهان محافظت کند. این قارچ تنها گونه زنده شناسایی شده‌ای است که چنین پتانسیلی دارد، زیرا باکتری‌هایی با قابلیت‌های ژنتیکی مشابه برای سم‌زدایی جیوه روی رشد گیاهان چنین تاثیری را نداشتند، اما می‌توان تصور کرد که بذر‌ها را در قارچ «Metarhizium» قرار و محصولاتی را پرورش داده‌اند که از آن‌ها در برابر خاک‌های غنی از جیوه محافظت می‌کند.

این قارچ علاوه بر داشتن پتانسیلی برای استفاده به عنوان ابزاری مقرون به صرفه برای پاکسازی زمین‌های آلوده برای کشاورزی، ممکن است به جیوه‌زدایی در زمین‌های مرطوب و آبراه‌های آلوده کمک کند که به طور فزاینده‌ای امکان آلودگی آن‌ها توسط جیوه وجود دارد. به علاوه تغییرات آب و هوایی و ذوب یخ‌های دائمی قطب ممکن است باعث تسریع رهاسازی فلز سمی جیوه در خاک و اقیانوس‌ها شود.

منبع: فلزات آنلاین