剧毒砷污染土壤是一个世界性问题，对人类健康和环境产生重大风险。
在加拿大，政府认为 7000 多个受砷等金属污染的地点“高度关注”，过去和最近的一些采矿作业和木材防腐设施使土壤中的砷含量增加了 1000 倍，从而在环境上留下了印记。最大监管健康限制。
使受砷污染的土壤恢复活力的一种方法是利用在某些植物中进化的自然机制以提高污染耐受性。
“豆科作物白羽扇豆(L. albus)是一种正在研究的耐砷植物物种，用于可持续修复，”该研究的主要作者、蒙特利尔大学生物科学博士生 Adrien Frémont 解释说。“白羽扇豆耐砷的机制被认为是植物化学物质通过根部直接释放到土壤中，但由于这些地下相互作用的复杂性，这些化合物的性质未知且难以研究。”
根化学品一个未被发现的国家
为了研究这一点，该团队开发了尼龙袋，可以将其放置在土壤中靠近根部的位置，以在不损坏根系的情况下捕获渗出的分子。使用高级(代谢组学)化学分析法分析从这些小袋收集的复杂分子混合物，以确定能够结合羽扇豆植物对高浓度砷产生的金属的化合物。这些金属结合分子中的一些，植物螯合素，已知被植物内部使用以应对金属胁迫，但之前从未被捕获为渗出到污染土壤中。
“我们很高兴看到将新的根土取样方法与先进的代谢组学分析相匹配如何产生如此意想不到的发现，”Frémont 指出。“我们知道植物可以彻底改变土壤特性，可以改变或固定土壤污染，但它们如何实现这一目标的化学基础，特别是根系分泌物的组成和功能，仍然是一个未被发现的国家。”
植物根系直接改变污染土壤
研究的下一步是对根-土壤界面发生的精确化学反应进行更详细的分析，包括探索不同的植物物种、与微生物的相互作用以及各种土壤污染的挑战。
正如蒙特利尔大学和该研究的资深作者 Nicholas Brereton 博士所说：“研究植物和土壤之间在地下发生的复杂相互作用可能是一个真正的挑战，但这些发现告诉我们自然机制已经进化，这是有益的。在植物中处理这种类型的污染。虽然我们才刚刚开始深入了解这些植物根系策略的工作原理，但随着我们了解的更多，我们可以潜在地利用这些自然过程来改善土壤健康并帮助减轻一些对我们环境最持久的人为破坏。”
该研究得到了加拿大自然科学和工程研究委员会、MITACS、魁北克水电公司和加拿大自然资源部森林创新计划的资助。
