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생분해되는 다양한 킬레이트들이 수은에 노출된 식물의 뿌리성장에 미치는 영향
Effect of Various Biodegradable Chelating Agents on Root Growth of Plants under Mercury Stress
Phytoextraction은 식물을 이용하여 환경 정화하는 기술로서 금속으로 오염된 토양을 정화하는 것이다. 토양에 존재하는 금속의 추출을 용이 하기 위해서 현재 다양한 킬레이트가 사용되고 있다. Phytoextraction이 경제적이고 친환경적인 장점이 있지만 고농도로 오염된 지역에서는 적용이 어려운데 이는 식물이 이러한 지역에서 살아남기 어렵기 때문이며 이러한 문제점을 해결하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구 대상의 금속으로서 수은을 선택하였고, 킬레이트는 아미노산인 시스테인과 히스티딘, 작은 크기의 유기산으로서 citric acid, malic acid, succinic acid, oxalic acid, 그리고 ethylenediamine (EDA)를 선택하였으며, EDTA는 비교 대상으로 본 연구에 사용되었다. 다양한 농도의 수은을 포함하는 배지에 식물을 키우면서 여러 킬레이트가 식물의 뿌리 성장에 미치는 영향을 분석하였다. 수은에 의한 식물의 성장 억제는 시스테인과 EDA에 의해서 완화되었으며 히스티딘과 citrate는 별 다른 영향이 없었다. Malate, succinate, 그리고 oxalate는 수은에 의한 식물 성장 억제를 더 촉진시켰다. 따라서 수은의 식물성장억제를 완화시켜주는 시스테인과 EDA는 고농도의 수은으로 오염된 지역에서 식물의 성장이 가능하도록 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
Phytoextraction is a technique that uses plants to remediate metal-contaminated soils. However, this technique cannot be applied in highly metal-contaminated areas, as plants cannot normally grow under such conditions. Therefore, this study investigated the introduction of various biodegradable chelating agents to increase the bioavailability of metals in highly metal-contaminated areas. Mercury (Hg) was selected as the target metal, while cysteine (Cys), histidine (His), malate, succinate, oxalate, citrate, and ethylenediamine (EDA) were used as biodegradable chelating agents. Plants were grown on agar media containing various chelating agents and Hg to analyze the effect on plant root growth. Cys and EDA were both found to diminish the inhibitory effect of Hg on plant root growth, whereas His, citrate, and ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) did not show any significant effects, and malate, succinate, and oxalate even promoted the inhibitory effect of Hg on plant root growth. Thus, Cys and EDA would seem to be promising biodegradable chelating agents for highly Hg-contaminated areas.
