Recently, Farwell et al. [43] reported the successful utilization of transgenic canola (rolD) and plant growth-promoting bacteria, P. putida strain UW4 and Pseudomonas putida strain HS-2, in phytoremediation of a nickel-contaminated soil in situ. They investigated the potential of seedlings of non-transformed and transgenic canola (B. napus) (rolD) in the presence and absence of either P. putida strain UW4 or P. putida strain HS-2 in phytoremediation of a nickel-contaminated field site. The most interesting feature of this study was that ACC deaminase bacteria enhanced plant growth of both transgenic and non-transformed canola, resulting in an approximate 10% increase in total nickel per plant compared with plants that were not inoculated. In another study, Farwell et al. [44] compared the growth of transgenic canola (B. napus) expressing ACC deaminase with non-transformed canola, both inoculated with the plant growth-promoting bacterium P. putida UW4 containing ACC deaminase activity, under multiple stresses, such as flooding and elevated soil nickel concentration, in situ. They reported that flooding reduced the growth of canola; however, nickel accumulation in transgenic and non-transgenic plant tissues was increased.
Results of these studies strongly encourage intensive future research on the role of transgenic plants expressing ACC deaminase genes and ACC deaminase bacteria in phytoremediation under different soil conditions.
Future prospects and recommendations
Anthropogenic environmental contamination might increase in the future owing to rapid population growth and, consequently, a boost in industrialization, urbanization and intensive agriculture around the globe. To mitigate the ill-effects of soil contamination caused by xenobiotic chemicals and heavy metals, phytoremediation might be a more effective and affordable approach to cleaning up polluted soil ecosystems. However, there is a need for further intensive research to develop successful phytoremediation technologies. In particular, attention should be paid to the following aspects.
•
Concerted efforts should be focused on increasing the population of soil microbial communities containing ACC deaminase activity in polluted soil environments by inoculation of roots or seeds of hyperaccumulators.
•
Genetic manipulation of hyperaccumulating plants expressing ACC deaminase and other contaminant-specific genes 45 and 46 might be a new breakthrough in terms of accelerated removal of heavy metals and xenobiotics and rhizodegradation of xenobiotics in the soil environment.
•
Likewise, selection of native or engineered endophytes expressing both ACC deaminase and other contaminant-specific genes [47] should be more intensively exploited for developing an effective phytoremediation strategy.
Concluding remarks
Vigorous growth of hyperaccumulators caused by ACC deaminase bacteria could help not only in accelerating the rhizodegradation of xenobiotics but might also enhance the uptake of heavy metals and xenobiotics. Using transgenic hyperaccumulator plants expressing ACC deaminase could also be an excellent strategy for phytoremediation of contaminated soil environments. The studies described have unequivocally demonstrated the validity of this novel approach for tackling the problem of soil and environmental contamination by heavy metals and xenobiotics successfully. However, intensive future research is needed to explore various aspects of this approach to make it more useful.
Acknowledgements
Financial support for this study was provided by Higher Education Commission (HEC), Islamabad, Pakistan. We also thank Mary Beth Leigh, Assistant Professor of Microbiology, Department of Biology, University of Alaska Fair Banks, USA, and Norman T. Uphoff, Cornell International Institute for Food, Agriculture and Development (CIIFAD), Cornell University, Ithaca, NY, USA, for editing and technical input and guidance during the preparation of this manuscript.
Recently, Farwell et al. [43] reported the successful utilization of transgenic canola (rolD) and plant growth-promoting bacteria, P. putida strain UW4 and Pseudomonas putida strain HS-2, in phytoremediation of a nickel-contaminated soil in situ. They investigated the potential of seedlings of non-transformed and transgenic canola (B. napus) (rolD) in the presence and absence of either P. putida strain UW4 or P. putida strain HS-2 in phytoremediation of a nickel-contaminated field site. The most interesting feature of this study was that ACC deaminase bacteria enhanced plant growth of both transgenic and non-transformed canola, resulting in an approximate 10% increase in total nickel per plant compared with plants that were not inoculated. In another study, Farwell et al. [44] compared the growth of transgenic canola (B. napus) expressing ACC deaminase with non-transformed canola, both inoculated with the plant growth-promoting bacterium P. putida UW4 containing ACC deaminase activity, under multiple stresses, such as flooding and elevated soil nickel concentration, in situ. They reported that flooding reduced the growth of canola; however, nickel accumulation in transgenic and non-transgenic plant tissues was increased.Results of these studies strongly encourage intensive future research on the role of transgenic plants expressing ACC deaminase genes and ACC deaminase bacteria in phytoremediation under different soil conditions.Future prospects and recommendationsAnthropogenic environmental contamination might increase in the future owing to rapid population growth and, consequently, a boost in industrialization, urbanization and intensive agriculture around the globe. To mitigate the ill-effects of soil contamination caused by xenobiotic chemicals and heavy metals, phytoremediation might be a more effective and affordable approach to cleaning up polluted soil ecosystems. However, there is a need for further intensive research to develop successful phytoremediation technologies. In particular, attention should be paid to the following aspects.•Concerted efforts should be focused on increasing the population of soil microbial communities containing ACC deaminase activity in polluted soil environments by inoculation of roots or seeds of hyperaccumulators.•Genetic manipulation of hyperaccumulating plants expressing ACC deaminase and other contaminant-specific genes 45 and 46 might be a new breakthrough in terms of accelerated removal of heavy metals and xenobiotics and rhizodegradation of xenobiotics in the soil environment.•Likewise, selection of native or engineered endophytes expressing both ACC deaminase and other contaminant-specific genes [47] should be more intensively exploited for developing an effective phytoremediation strategy.Concluding remarksVigorous growth of hyperaccumulators caused by ACC deaminase bacteria could help not only in accelerating the rhizodegradation of xenobiotics but might also enhance the uptake of heavy metals and xenobiotics. Using transgenic hyperaccumulator plants expressing ACC deaminase could also be an excellent strategy for phytoremediation of contaminated soil environments. The studies described have unequivocally demonstrated the validity of this novel approach for tackling the problem of soil and environmental contamination by heavy metals and xenobiotics successfully. However, intensive future research is needed to explore various aspects of this approach to make it more useful.
Acknowledgements
Financial support for this study was provided by Higher Education Commission (HEC), Islamabad, Pakistan. We also thank Mary Beth Leigh, Assistant Professor of Microbiology, Department of Biology, University of Alaska Fair Banks, USA, and Norman T. Uphoff, Cornell International Institute for Food, Agriculture and Development (CIIFAD), Cornell University, Ithaca, NY, USA, for editing and technical input and guidance during the preparation of this manuscript.
การแปล กรุณารอสักครู่..
เมื่อเร็ว ๆ นี้ Farwell et al, [43] รายงานการใช้ประสบความสำเร็จของคาโนลาดัดแปรพันธุกรรม (โรลด์) และการเจริญเติบโตของพืชส่งเสริมแบคทีเรียสายพันธุ์พี putida UW4 และ Pseudomonas putida ความเครียด HS-2 ในการบำบัดดินที่ปนเปื้อนนิกเกิลในแหล่งกำเนิด พวกเขาตรวจสอบศักยภาพของต้นกล้าของคาโนลาที่ไม่เปลี่ยนและดัดแปลงพันธุกรรม (B. napus) (โรลด์) ในการแสดงตนและการขาดงานของทั้งสองสายพันธุ์พี putida UW4 หรือพี putida ความเครียด HS-2 ในบำบัดของเว็บไซต์สนามนิกเกิลที่ปนเปื้อน . คุณสมบัติที่น่าสนใจมากที่สุดในการศึกษาครั้งนี้คือการที่แม็ก deaminase แบคทีเรียเจริญเติบโตของพืชที่เพิ่มขึ้นของทั้งสองพันธุ์และคาโนลาที่ไม่ใช่การเปลี่ยนที่มีผลในการเพิ่มขึ้นประมาณ 10% ในนิกเกิลรวมต่อต้นเมื่อเทียบกับพืชที่ไม่ได้ฉีดวัคซีน ในการศึกษาอื่น Farwell et al, [44] เมื่อเทียบกับการเจริญเติบโตของพันธุ์คาโนลา (บี napus) แสดง deaminase แม็กกับคาโนลาที่ไม่เปลี่ยนทั้งเชื้อแบคทีเรียที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช-พี putida UW4 มีกิจกรรม deaminase แม็กภายใต้ความเครียดหลายอย่างเช่นน้ำท่วมและการยกระดับ ความเข้มข้นของนิกเกิลดินในแหล่งกำเนิด พวกเขารายงานว่าน้ำท่วมลดการเจริญเติบโตของคาโนลา; แต่การสะสมนิกเกิลในยีนและเนื้อเยื่อพืชดัดแปรพันธุกรรมที่ไม่เพิ่มขึ้น. ผลการศึกษาเหล่านี้ขอแนะนำการวิจัยในอนาคตอย่างเข้มข้นในบทบาทของพืชดัดแปรพันธุกรรมแสดง deaminase ยีนแม็กแม็กและแบคทีเรียใน deaminase บำบัดภายใต้สภาพดินที่แตกต่างกัน. แนวโน้มในอนาคตและคำแนะนำAnthropogenic ปนเปื้อนสิ่งแวดล้อมอาจจะเพิ่มขึ้นในอนาคตเนื่องจากการเติบโตของประชากรอย่างรวดเร็วและดังนั้นการเพิ่มในการกลายเป็นเมืองอุตสาหกรรมและการเกษตรอย่างเข้มข้นทั่วโลก เพื่อบรรเทาผลร้ายของการปนเปื้อนในดินที่เกิดจากสารเคมี xenobiotic และโลหะหนักบำบัดอาจจะเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและราคาไม่แพงเพื่อการทำความสะอาดระบบนิเวศดินปนเปื้อน แต่มีความจำเป็นในการวิจัยอย่างเข้มข้นต่อไปในการพัฒนาเทคโนโลยีบำบัดที่ประสบความสำเร็จ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสนใจควรจะจ่ายให้ด้านต่อไปนี้. • ความพยายามร่วมกันควรจะเน้นไปที่การเพิ่มประชากรของดินกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีกิจกรรม deaminase แม็กในสภาพแวดล้อมที่ปนเปื้อนในดินโดยการฉีดวัคซีนของรากหรือเมล็ดของ hyperaccumulators. • การจัดการทางพันธุกรรมของพืช hyperaccumulating แสดง deaminase แม็กยีนและสารปนเปื้อนอื่น ๆ เฉพาะ 45 และ 46 อาจจะมีความก้าวหน้าใหม่ในแง่ของการเร่งการกำจัดโลหะหนักและ xenobiotics และ rhizodegradation ของ xenobiotics ในสภาพแวดล้อมดิน. • ในทำนองเดียวกันการเลือกของ endophytes พื้นเมืองหรือออกแบบการแสดงทั้ง deaminase แม็กและอื่น ๆ สารปนเปื้อนยีนเฉพาะ [47] ควรจะใช้ประโยชน์มากขึ้นอย่างหนาแน่นในการพัฒนากลยุทธ์การบำบัดที่มีประสิทธิภาพ. สรุปข้อสังเกตการเจริญเติบโตแข็งแรงของ hyperaccumulators ที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย deaminase แม็กจะช่วยให้ไม่เพียง แต่ในการเร่ง rhizodegradation ของ xenobiotics แต่ยังอาจจะเพิ่มการดูดซึมของโลหะหนักและ xenobiotics ใช้พืชดัดแปรพันธุกรรม hyperaccumulator แสดง deaminase แม็กก็อาจจะเป็นกลยุทธ์ที่ดีสำหรับการบำบัดของสภาพแวดล้อมในดินที่ปนเปื้อน อธิบายการศึกษาได้แสดงให้เห็นอย่างแจ่มแจ้งความถูกต้องของวิธีการใหม่นี้สำหรับการแก้ปัญหาปัญหาที่เกิดจากการปนเปื้อนในดินและสิ่งแวดล้อมโดยโลหะหนักและ xenobiotics ประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตามการวิจัยในอนาคตอย่างเข้มข้นเป็นสิ่งจำเป็นในการสำรวจแง่มุมต่าง ๆ ของวิธีการนี้จะทำให้มันมีประโยชน์มากขึ้น. กิตติกรรมประกาศสนับสนุนทางการเงินสำหรับการศึกษาครั้งนี้ถูกจัดให้โดยคณะกรรมการการอุดมศึกษา (HEC) กรุงอิสลามาบัดของปากีสถาน นอกจากนี้เรายังขอขอบคุณแมรี่เบ ธ ลีห์ผู้ช่วยศาสตราจารย์วิชาจุลชีววิทยา, ภาควิชาชีววิทยามหาวิทยาลัยอลาสกาแฟร์ธนาคาร, สหรัฐอเมริกาและนอร์แมนตัน Uphoff, คอร์เนลสถาบันระหว่างประเทศสำหรับอาหารการเกษตรและการพัฒนา (CIIFAD), Cornell University, Ithaca, นิวยอร์ก, ประเทศสหรัฐอเมริกาสำหรับการแก้ไขและการป้อนข้อมูลและคำแนะนำทางเทคนิคในระหว่างการเตรียมต้นฉบับนี้
การแปล กรุณารอสักครู่..
ล่าสุด ฟาร์เวล et al . [ 43 ] รายงานการใช้ที่ประสบความสำเร็จของต้นคาโนลา ( โรล ) และส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชแบคทีเรียสายพันธุ์ Pseudomonas uw4 P.putida และ enrichment เมื่อย hs-2 วัชพืชของนิกเกิลในดินปนเปื้อนในแหล่งกำเนิด พวกเขาตรวจสอบศักยภาพของต้นกล้าไม่เปลี่ยนและคาโนลาต้น ( พ. napus ) ( โรล ) ในการแสดงตนและการขาดงานของทั้งหน้าuw4 enrichment เมื่อยหรือ P.putida เมื่อย hs-2 ในการบําบัดของนิกเกิลปนเปื้อนในพื้นที่ คุณลักษณะที่น่าสนใจที่สุดของการศึกษาคือแบคทีเรียอะมิเนสบัญชีเพิ่มการเจริญเติบโตของทั้งพันธุกรรมและไม่แปลง คาโนลา เป็นผลในการเพิ่มประมาณ 10% ในนิกเกิลรวมต่อพืชเมื่อเทียบกับพืชที่ไม่ได้ปลูกเชื้อ . ในการศึกษาอื่น ฟาร์เวล et al .[ 44 ] เปรียบเทียบการเจริญเติบโตของต้นคาโนลา ( พ. napus ) ทำแผนที่แสดงบัญชีที่ไม่แปลง คาโนล่า ทั้งพืชกับแบคทีเรียส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช P.putida uw4 ที่มีกิจกรรมทำแผนบัญชีภายใต้หลายความเครียด เช่น น้ำท่วม และความเข้มข้นของนิกเกิลในดินสูงในแหล่งกำเนิด พวกเขารายงานว่าน้ำท่วมลดการเจริญเติบโตของคาโนลา อย่างไรก็ตามการสะสมในเนื้อเยื่อของพืชดัดแปรพันธุกรรม นิกเกิล และไม่มียีนเพิ่มขึ้น
ผลการศึกษานี้ขอสนับสนุนการวิจัยอนาคตแบบเข้มข้นในบทบาทของพืชพันธุกรรมแสดงบัญชีทำแผนที่ยีนและทำแผนที่ของแบคทีเรียในดินวัชพืชภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันและคำแนะนำ
อนาคตการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม มนุษย์อาจจะเพิ่มขึ้นในอนาคต เนื่องจากประชากรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และ จากนั้น เพิ่มในอุตสาหกรรม ความเป็นเมืองและเกษตรกรรมเข้มข้น ทั่วโลก เพื่อลดผลกระทบของการเจ็บป่วยที่เกิดจากสารเคมีต่อดินและโลหะหนักบ้าๆ บอๆ อาจเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและราคาไม่แพงเพื่อทำความสะอาดระบบนิเวศดินมลพิษ อย่างไรก็ตาม ต้องมีการวิจัยอย่างเข้มข้นต่อไปเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีบ้าๆ บอๆ ที่ประสบความสำเร็จ โดยเฉพาะควรให้ความสนใจกับประเด็นต่อไปนี้
-
ความพยายามร่วมกัน ควรเน้นการเพิ่มประชากรของจุลินทรีย์ดินชุมชนที่มีกิจกรรมทำแผนที่บัญชีในสภาพแวดล้อมที่ปนเปื้อนของดิน โดยการปลูกจากรากหรือเมล็ดอัลบั้มประจำตัวละครในฮายาเตะ พ่อบ้านประจัญบาน .
-
การจัดการทางพันธุกรรมของพืชเพื่อทำแผนที่ hyperaccumulating บัญชีและอื่น ๆสารปนเปื้อนโดยเฉพาะยีนที่ 45 และ 46 อาจจะมีความก้าวหน้าใหม่ในแง่ของการเร่งการกำจัดโลหะหนัก และ rhizodegradation xenobiotics ของ xenobiotics ในสภาพแวดล้อมดิน
-
เช่นเดียวกันการสร้างการแสดงพื้นเมืองหรือ endophytes ทั้งบัญชีและสารปนเปื้อนอื่น ๆทำแผนเฉพาะยีน [ 47 ] ควรเพิ่มเติมและใช้ประโยชน์ในการพัฒนากลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพหมายเหตุ
สรุปวัชพืช .การเจริญเติบโตแข็งแรงของอัลบั้มประจำตัวละครในฮายาเตะ พ่อบ้านประจัญบานเกิดจากเชื้อแบคทีเรียที่ทำแผนที่ บัญชีสามารถช่วยให้ไม่เพียง แต่ในการเร่ง rhizodegradation ของ xenobiotics แต่ยังอาจช่วยเพิ่มการดูดซึมโลหะหนักและ xenobiotics . การใช้ยีนพืชแสดงบัญชี hyperaccumulator ทำแผนอาจจะเป็นกลยุทธ์ที่ยอดเยี่ยมสำหรับวัชพืชของสภาพแวดล้อมของดินที่ปนเปื้อนการศึกษาอธิบายได้ชัดเจนให้เห็นถึงความถูกต้องของวิธีนี้ใหม่สำหรับการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมของดินและการปนเปื้อนโลหะหนักและ xenobiotics เรียบร้อยแล้ว อย่างไรก็ตาม การวิจัยอนาคตแบบเข้มข้น จะต้องสำรวจด้านต่างๆของวิธีการนี้เพื่อให้มันมีประโยชน์มากขึ้น
ขอบคุณ
.การสนับสนุนทางการเงินสำหรับการศึกษานี้ โดยคณะกรรมการการอุดมศึกษา ( กกอ . , อิสลามาบัด , ปากีสถาน นอกจากนี้เรายังขอขอบคุณ แมรี่ เบธลี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ภาควิชาจุลชีววิทยา ภาควิชาชีววิทยา มหาวิทยาลัยอลาสกาแฟร์แบงค์ , สหรัฐอเมริกา และนอร์แมน ต. uphoff สถาบันคอร์เนลล์ระหว่างประเทศอาหาร การเกษตร และการพัฒนา ( ciifad ) , Cornell University , Ithaca , NY , สหรัฐอเมริกาสำหรับการแก้ไขและข้อมูลทางเทคนิคและคำแนะนำในการเตรียมต้นฉบับนี้
การแปล กรุณารอสักครู่..