Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)

Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)Soạn anh văn chuyên ngành 2 (NLU)

Nguyễn Lan Anh – 21126009 Flowers’ secret signal to bees and other amazing nanotechnologies hidden in plants (Published: October 18, 2017 6.25pm BST) Tín hiệu bí mật hoa cho ong công nghệ nano tuyệt vời khác ẩn thực vật Stuart Thompson Stuart Thompson Senior Lecturer in Plant Biochemistry, University of Westminster Giảng viên cao cấp Hóa sinh thực vật, Đại học Westminster Flowers have a secret signal that’s specially tailored for bees so they know where to collect nectar And new research has just given us a greater insight into how this signal works Nanoscale patterns on the petals reflect light in a way that effectively creates a “blue halo” around the flower that helps attract the bees and encourages pollination Hoa có tín hiệu bí mật thiết kế đặc biệt cho ong để chúng biết nơi thu thập mật hoa Và nghiên cứu vừa cho nhìn sâu sắc cách tín hiệu hoạt động Các hoa văn kích thước nano cánh hoa phản chiếu ánh sáng theo cách tạo hiệu "quầng sáng màu xanh" xung quanh hoa giúp thu hút ong khuyến khích thụ phấn This fascinating phenomenon shouldn’t come as too much of a surprise to scientists Plants are actually full of this kind of “nanotechnology”, that enables them to all kinds of amazing things, from cleaning themselves to generating energy And, what’s more, by studying these systems we might be able to put them to use in our own technologies Hiện tượng hấp dẫn không gây nhiều ngạc nhiên cho nhà khoa học Thực vật thực có đầy đủ loại "công nghệ nano" này, cho phép chúng làm tất điều tuyệt vời, từ tự làm đến tạo lượng Và, nữa, cách nghiên cứu hệ thống này, chúng tơi đưa chúng vào sử dụng công nghệ riêng Most flowers appear colourful because they contain light-absorbing pigments that reflect only certain wavelengths of light But some flowers also use iridescence, a different type of colour produced when light reflects from microscopically spaced structures or surfaces Hầu hết lồi hoa đầy màu sắc chúng chứa sắc tố hấp thụ ánh sáng phản chiếu bước sóng ánh sáng định Nhưng số loài hoa sử dụng ánh kim, loại màu khác tạo ánh sáng phản chiếu từ cấu trúc bề mặt cách kính hiển vi The shifting rainbow colours you can see on a CD are an example of iridescence It’s caused by interactions between light waves bouncing off the closely spaced microscopic indentations in its surface, which means some colours become more intense at the expense of others As your viewing angle shifts, the amplified colours change to give the shimmering, morphing colour effect that you see Màu sắc cầu vồng thay đổi mà bạn thấy đĩa CD ví dụ ánh kim Nó gây tương tác sóng ánh sáng nảy từ vết lõm siêu nhỏ cách bề mặt nó, có nghĩa số màu sắc trở nên mãnh liệt với chi phí màu khác Khi góc nhìn bạn thay đổi, màu sắc khuếch đại thay đổi để mang lại hiệu ứng màu sắc lung linh, biến đổi mà bạn nhìn thấy Nguyễn Lan Anh – 21126009 Bees can see a blue halo around the purple region Many flowers use grooves between one and two-thousandths of a millimetre apart in the wax coating on their surface to produce iridescence in a similar way But researchers investigating the way that some flowers use iridescence to attract bees to pollinate have noticed something odd The spacing and alignment of the grooves weren’t quite as perfect as expected And they weren’t quite perfect in very similar ways in all of the types of flowers that they looked at Những ong nhìn thấy quầng sáng màu xanh xung quanh vùng màu tím Nhiều lồi hoa sử dụng rãnh cách từ đến hai phần nghìn milimet lớp phủ sáp bề mặt chúng để tạo ánh kim theo cách tương tự Nhưng nhà nghiên cứu điều tra cách mà số loài hoa sử dụng ánh kim để thu hút ong thụ phấn nhận thấy điều kỳ lạ Khoảng cách chỉnh rãnh khơng hồn tồn hồn hảo mong đợi Và chúng khơng hồn hảo theo cách giống tất loại hoa mà chúng nhìn vào These imperfections meant that instead of giving a rainbow as a CD does, the patterns worked much better for blue and ultra-violet light than other colours, creating what the researchers called a “blue halo” There was good reason to suspect that this wasn’t a coincidence Những điểm khơng hồn hảo có nghĩa thay tạo cầu vồng đĩa CD, mẫu hoạt động tốt nhiều ánh sáng xanh lam cực tím so với màu khác, tạo mà nhà nghiên cứu gọi "quầng sáng xanh" Có lý đáng để nghi ngờ trùng hợp ngẫu nhiên The colour perception of bees is shifted towards the blue end of the spectrum compared to ours The question was whether the flaws in the wax patterns were “designed” to generate the intense blues, violets and ultra-violets that bees see most strongly Humans can occasionally see these patterns but they are usually invisible to us against red or yellow pigmented backgrounds that look much darker to bees The researchers tested this by training bees to associate sugar with two types of artificial flower One had petals made using perfectly aligned gratings that gave normal iridescence The other had flawed arrangements replicating the blue halos from different real flowers They found that although the bees learned to associate the iridescent fake flowers with sugar, they learnt better and quicker with the blue halos Fascinatingly, it seems that many different types of flowering plant may have evolved this structure separately, each using nanostructures that give slightly off-kilter iridescence to strengthen their signals to bees Nhận thức màu sắc ong thay đổi phía cuối màu xanh quang phổ so với Câu hỏi đặt liệu sai sót mẫu sáp có "thiết kế" để tạo màu xanh lam, hoa violet hoa violet mãnh liệt mà ong nhìn thấy mạnh mẽ hay khơng Con người đơi nhìn thấy hoa văn chúng thường vơ hình so với sắc tố đỏ vàng trông tối nhiều ong Các nhà nghiên cứu thử nghiệm điều cách huấn luyện ong liên kết đường với hai loại hoa nhân tạo Một người có cánh hoa làm cách sử dụng lưới chỉnh hoàn hảo mang lại ánh kim bình thường Chiếc cịn lại có xếp thiếu sót tái tạo quầng sáng màu xanh lam từ hoa thật khác Họ phát ong học cách liên kết bơng hoa giả óng ánh với đường, chúng học tốt nhanh với quầng sáng màu xanh Thật hấp dẫn, nhiều loại thực vật có hoa khác phát triển cấu trúc cách riêng biệt, loại sử dụng cấu trúc nano tạo ánh kim lệch để tăng cường tín hiệu chúng cho ong Nguyễn Lan Anh – 21126009 The lotus effect Hiệu ứng hoa sen Plants have evolved many ways to use these kind of structures, effectively making them nature’s first nanotechnologists For example, the waxes that protect the petals and leaves of all plants repel water, a property known as “hydrophobicity” But in some plants, such as the lotus, this property is enhanced by the shape of the wax coating in a way that effectively makes it self-cleaning Thực vật phát triển nhiều cách để sử dụng loại cấu trúc này, khiến chúng trở thành nhà công nghệ nano thiên nhiên cách hiệu Ví dụ, loại sáp bảo vệ cánh hoa tất loại đẩy lùi nước, đặc tính gọi "kỵ nước" Nhưng số loại cây, chẳng hạn hoa sen, đặc tính tăng cường hình dạng lớp phủ sáp theo cách có hiệu làm cho tự làm The wax is arranged in an array of cone-like structures about five thousandths of a millimetre in height These are in turn coated with fractal patterns of wax at even smaller scales When water lands on this surface, it can’t stick to it at all and so it forms spherical drops that roll across the leaf picking up dirt along the way until they fall off the edge This is called “superhydrophobicity” or the “lotus effect” Sáp xếp theo loạt cấu trúc giống hình nón có chiều cao khoảng năm phần nghìn milimet Chúng phủ mẫu sáp fractal quy mô chí cịn nhỏ Khi nước tiếp đất bề mặt này, hồn tồn khơng thể dính vào tạo thành giọt hình cầu lăn nhặt bụi bẩn đường chúng rơi khỏi mép Điều gọi "siêu kỵ nước" "hiệu ứng hoa sen" Smart plants Cây thông minh Inside plants there is another type of nanostructure As plants take up water from their roots into their cells, the pressure builds inside the cells until it is like being between 50 metres and 100 metres under the sea In order to contain these pressures, the cells are surrounded by a wall based on bundles of cellulose chains between five and 50 millionths of a millimetre across called microfibrils The individual chains are not that strong but once they are formed into microfibrils they become as strong as steel The microfibrils are then embedded in a matrix of other sugars to form a natural “smart polymer”, a special substance that can alter its properties in order to make the plant to grow Humans have always used cellulose as a natural polymer, for example in paper or cotton, but scientists are now developing ways to release individual microfibrils to create new technologies Bên thực vật có loại cấu trúc nano khác Khi thực vật lấy nước từ rễ chúng vào tế bào chúng, áp lực tích tụ bên tế bào giống biển từ 50 mét đến 100 mét Để chứa áp lực này, tế bào bao quanh tường dựa bó chuỗi cellulose từ năm đến 50 phần triệu milimet có chiều ngang gọi microfibrils Các chuỗi riêng lẻ không mạnh chúng tạo thành vi sợi, chúng trở nên mạnh mẽ thép Các vi fibrils sau nhúng vào ma trận loại đường khác để tạo thành tự nhiên "Polyme thơng minh", chất đặc biệt thay đổi tính chất để làm cho phát triển Con người sử dụng cellulose polymer tự nhiên, ví dụ giấy bơng, nhà khoa học phát triển cách để giải phóng vi sợi nhỏ riêng lẻ để tạo công nghệ Nguyễn Lan Anh – 21126009 Because of its strength and lightness, this “nanocellulose” could have a huge range of applications.These include lighter car parts, low calorie food additives scaffolds for tissue engineering, and perhaps even electronic devices that could be as thin as a sheet of paper Do sức mạnh nhẹ nhàng nó, "nanocellulose" có loạt ứng dụng Chúng bao gồm phận xe nhẹ hơn, phụ gia thực phẩm calo, giàn giáo cho kỹ thuật mơ chí thiết bị điện tử mỏng tờ giấy Perhaps the most astonishing plant nanostructures are the light-harvesting systems that capture light energy for photosynthesis and transfer it to the sites where it can be used Plants are able to move this energy with an incredible 90% efficiency Có lẽ cấu trúc nano thực vật đáng kinh ngạc hệ thống thu hoạch ánh sáng thu lượng ánh sáng để quang hợp chuyển đến vị trí sử dụng Thực vật di chuyển lượng với hiệu suất đáng kinh ngạc 90% We now have evidence that this is because the exact arrangement of the components of the light-harvesting systems allow them to use quantum physics to test many different ways to move the energy simultaneously and find the most effective This adds weight to the idea that quantum technology could help provide more efficient solar cells So when it comes to developing new nanotechnology, it’s worth remembering that plants may have got there first Bây có chứng cho thấy điều xếp xác thành phần hệ thống thu thập ánh sáng cho phép chúng sử dụng vật lý lượng tử để kiểm tra nhiều cách khác để di chuyển lượng đồng thời tìm hiệu Điều làm tăng thêm sức nặng cho ý tưởng công nghệ lượng tử giúp cung cấp pin mặt trời hiệu Vì vậy, nói đến việc phát triển công nghệ nano mới, điều đáng ghi nhớ thực vật đạt điều Gene-edited crops are now a reality – but will the public be on board? (Published: January 22, 2021 6.20pm GMT) Các loại trồng chỉnh sửa gen trở thành thực liệu cơng chúng có tham gia không? Jonathan Menary Senior Research Associate, Lancaster Environment Centre, Lancaster University Jonathan Menary Senior Research Associate, Lancaster Environment Centre, Lancaster University Sebastian Fuller Postdoctoral Research Fellow, St George's, University of London Sebastian Fuller Postdoctoral Research Fellow, St George's, University of London Once the UK left the EU, it would be free to invest in gene editing of crops and livestock to “feed the world” That’s what the prime minister, Boris Johnson, told the House of Commons in 2019 And following the UK’s formal departure from the EU in January 2021, the government quickly launched a public consultation on the issue Một Vương quốc Anh rời EU, tự đầu tư vào chỉnh sửa gen trồng vật ni để "ni sống giới" Đó thủ tướng Boris Johnson nói với Hạ viện vào năm 2019 Và sau Vương quốc Anh thức rời khỏi EU vào tháng 2021 năm XNUMX, phủ nhanh chóng đưa tham vấn công khai vấn đề Nguyễn Lan Anh – 21126009 Yet media reporting might cause plant scientists to have unpleasant flashbacks to the 1990s, when genetically modified (or GM) crops were first being commercialised in Europe Some of the language used to report on the consultation is eerily similar: the Daily Mail asks its readers whether “Frankenstein food” is about to hit UK plates Two decades ago, GM crops were also labelled “Frankenfood” Whereas GM crops typically contain the DNA of two different species, gene editing is more precise and allows scientists to tweak the DNA of a single species by itself Today, many plant scientists see a clear difference between first-generation genetic modifications and the “new plant breeding techniques” of gene editing These include tools like CRISPR, which can be used like “genetic scissors” to make changes to a plant that mimic natural variation In the US and Canada, for example, a non-browning mushroom has found a quick path to market thanks to breeders’ ability to “knock-out” the gene that controls the browning enzyme, improving shelf-life and potentially minimising food waste Although this was done in a laboratory, natural processes at the genetic level – and in response to environmental conditions – turn genes “on and off” in a similar fashion These tools have health applications, too CRISPR is being used to treat cancer and has the potential for many more medical applications Because gene-edited plants can be indistinguishable from their conventional cousins unlike GM crops countries around the world are grappling with how they should be regulated Tuy nhiên, báo cáo phương tiện truyền thông khiến nhà khoa học thực vật có hồi tưởng khó chịu năm 1990, trồng biến đổi gen (hoặc biến đổi gen) lần thương mại hóa châu Âu Một số ngôn ngữ sử dụng để báo cáo tham vấn tương tự cách kỳ lạ: Daily Mail hỏi độc giả liệu "thực phẩm Frankenstein" có mắt đĩa Vương quốc Anh hay không Hai thập kỷ trước, trồng biến đổi gen dán nhãn "Frankenfood" Trong trồng biến đổi gen thường chứa DNA hai loài khác nhau, chỉnh sửa gen xác cho phép nhà khoa học tự điều chỉnh DNA loài Ngày nay, nhiều nhà khoa học thực vật nhận thấy khác biệt rõ ràng biến đổi gen hệ "kỹ thuật nhân giống trồng mới" chỉnh sửa gen Chúng bao gồm cơng cụ CRISPR, sử dụng "kéo di truyền" để thực thay đổi loại bắt chước biến đổi tự nhiên Ví dụ, Mỹ Canada, loại nấm khơng có màu nâu tìm thấy đường nhanh chóng để đưa thị trường nhờ khả nhà lai tạo việc loại bỏ gen kiểm soát enzyme làm nâu, cải thiện thời hạn sử dụng có khả giảm thiểu lãng phí thực phẩm Mặc dù điều thực phịng thí nghiệm, q trình tự nhiên cấp độ di truyền - để đáp ứng với điều kiện môi trường biến gen "bật tắt" theo cách tương tự Những công cụ có ứng dụng sức khỏe CRISPR sử dụng để điều trị ung thư có tiềm cho nhiều ứng dụng y tế Bởi thực vật chỉnh sửa gen khơng thể phân biệt với người anh em họ thông thường chúng - không giống trồng biến đổi gen - quốc gia giới vật lộn với cách chúng nên quản lý Nguyễn Lan Anh – 21126009 In the European Union, a landmark 2018 ruling by the Court of Justice said that new gene-edited crops should be governed by existing legislation that was developed in response to first-generation GM crops and said that if you breed something that could not occur in nature, it counts as genetically-modified Tại Liên minh châu Âu, phán mang tính bước ngoặt năm 2018 Tịa án Cơng lý nói loại trồng chỉnh sửa gen nên điều chỉnh luật hành phát triển để đáp ứng với loại trồng biến đổi gen hệ nói bạn nhân giống khơng thể xảy tự nhiên, tính biến đổi gen However, this does not mean – as was widely reported – that gene-edited crops are automatically GM crops, which by definition could not occur in nature The EU, like the UK, is now revisiting this issue through a consultation Tuy nhiên, điều khơng có nghĩa - báo cáo rộng rãi trồng chỉnh sửa gen tự động trồng biến đổi gen, theo định nghĩa xảy tự nhiên EU, giống Vương quốc Anh, xem xét lại vấn đề thông qua tham vấn Involving the public Thu hút tham gia công chúng As recipients of European plant science funding, we have seen that scientists and the public often talk past one another on the issue of biotechnology Scientists, for their part, tend to view it in terms of risk (or lack thereof) and invoke humanity’s long history of modifying plants for our own purposes But we need to move beyond this framework and instead take account of the questions and concerns that the general public has about who benefits from this technology, who owns it and what impacts it will have Là người nhận tài trợ khoa học thực vật châu Âu, thấy nhà khoa học cơng chúng thường nói chuyện qua lại với vấn đề công nghệ sinh học Về phần mình, nhà khoa học có xu hướng nhìn nhận mặt rủi ro (hoặc thiếu nó) viện dẫn lịch sử lâu dài nhân loại việc sửa đổi thực vật cho mục đích riêng Nhưng cần phải vượt khỏi khn khổ thay vào tính đến câu hỏi mối quan tâm mà cơng chúng nói chung có việc hưởng lợi từ cơng nghệ này, sở hữu tác động mà có First-generation genetic modification tended to focus on farm productivity Protecting crops from pests was the top priority Geneedited crops could contribute to a wider variety of sustainability and health goals in future though, such as by improving nutrition or using resources more efficiently In fact, a whole raft of technologies could be about to revolutionise the way we make food However, as we learned with GM crops, technologies are most effective when the wider public and key stakeholders, such as farmers, are actively included in their development Biến đổi gen hệ có xu hướng tập trung vào suất trang trại Bảo vệ trồng khỏi sâu bệnh ưu tiên hàng đầu Tuy nhiên, trồng chỉnh sửa gen đóng góp vào nhiều mục tiêu bền vững sức khỏe tương lai, chẳng hạn cách cải thiện dinh dưỡng sử dụng nguồn lực hiệu Trên thực tế, loạt cơng nghệ cách mạng hóa cách làm thức ăn Tuy nhiên, học với trồng biến đổi gen, cơng nghệ có hiệu cơng chúng rộng lớn bên liên quan chính, chẳng hạn nơng dân, tích cực tham gia vào phát triển họ Nguyễn Lan Anh – 21126009 Protesters at the 1999 Labour Party conference call for the removal of GM crops from animal feed Sean Demsey / PA Những người biểu tình hội nghị Đảng Lao động năm 1999 kêu gọi loại bỏ trồng biến đổi gen khỏi thức ăn chăn nuôi There is greater and greater recognition among researchers and policymakers of the need to ensure that new technology meets the needs, expectations and values of the public We have seen that the involvement of patients can make new health technologies more relevant and effective Already, there is more talk of “democratising” new genomic tools like CRISPR Ngày có nhiều cơng nhận nhà nghiên cứu nhà hoạch định sách cần thiết phải đảm bảo công nghệ đáp ứng nhu cầu, kỳ vọng giá trị công chúng Chúng thấy tham gia bệnh nhân làm cho công nghệ y tế phù hợp hiệu Hiện tại, ređang nói nhiều việc "dân chủ hóa" cơng cụ gen CRISPR So although plant scientists will hope to avoid repeating the same debates about biotechnology that they had two decades ago, there is still opportunity to gain public trust in these technologies through active and open dialogue We must ask ourselves whether the gene editing consultation goes far enough to gain that trust, particularly for those that see this as Frankenstein-like technology Vì vậy, nhà khoa học thực vật hy vọng tránh lặp lại tranh luận tương tự công nghệ sinh học mà họ có hai thập kỷ trước, có hội để có tin tưởng cơng chúng vào công nghệ thông qua đối thoại tích cực cởi mở Chúng ta phải tự hỏi liệu tư vấn chỉnh sửa gen có đủ xa để có tin tưởng hay khơng, đặc biệt người coi công nghệ giống Frankenstein How science can genetically strengthen endangered plants and agriculture (Published: June 23, 2016 3.47pm BST) Muhammad Nakhooda Senior Lecturer in Biotechnology, Cape Peninsula University of Technology Somatic embryogenesis is only used in selected agroforestry industries like sugarcane Shutterstock As the human population swells – and in the face of a changing and unpredictable climate – the demand for natural resources increases This leads to distressing rates of deforestation to prepare land for agriculture, medicinal and forestry products Related to this is an alarming reduction in species worldwide Làm khoa học tăng cường di truyền thực vật nơng nghiệp có nguy tuyệt chủng Muhammad Nakhooda Senior Lecturer in Biotechnology, Cape Peninsula University of Technology Tạo phôi soma sử dụng ngành nơng lâm kết hợp chọn mía Shutterstock Khi dân số loài người tăng lên - đối mặt với khí hậu thay đổi khơng thể đoán trước - nhu cầu tài nguyên thiên nhiên tăng lên Điều dẫn đến tỷ lệ phá rừng đáng lo ngại để chuẩn bị đất đai cho nông sản, dược liệu lâm sản Liên quan đến điều giảm đáng báo động loài toàn giới Nguyễn Lan Anh – 21126009 This can only be ameliorated through urgent, intensive and sustainable agroforestry and conservation initiatives This involves the conservation of natural forests as well as renewable plantation efforts But to date only a scattering of such projects are in place worldwide Conservation and renewable plantation efforts are trailing behind the rate of resource exploitation and species disappearance The problem is worsened by the vast number of endangered plant species Once disturbed from their natural habitat, they can’t easily be reintroduced This is because many of them not readily produce seeds, or their seeds cannot be stored to ensure longevity of the species The result is a decreasing gene pool This poses further risks, as vulnerable species become marginalised They are only suitable to shrinking ranges and more susceptible to disease To intensify conservation while enhancing agroforestry, smarter plant breeding practices are required Traditional breeding has allowed for the identification, selection and propagation of plants with a superior genetic makeup, or genotype, from a given plant population But traditional methods often fail to isolate the required superior characteristics of a species They can also take more than five or six breeding cycles before a valuable trait is established and maintained in a plant population.The process can take decades for perennial plants, like trees Plant biotechnology is increasingly being used to complement traditional screening and breeding practices Plants can be grown in test tubes under controlled laboratory conditions Advances in biochemistry and genetics have also ushered in an understanding of the factors that influence plant growth Điều cải thiện thông qua sáng kiến bảo tồn nông lâm kết hợp khẩn cấp, chuyên sâu bền vững Điều liên quan đến việc bảo tồn rừng tự nhiên nỗ lực trồng rừng tái tạo Nhưng có phân tán dự án thực toàn giới Các nỗ lực bảo tồn trồng rừng tái tạo sau tốc độ khai thác tài nguyên biến loài Vấn đề trở nên tồi tệ số lượng lớn lồi thực vật có nguy tuyệt chủng Một bị xáo trộn khỏi môi trường sống tự nhiên chúng, chúng dễ dàng giới thiệu lại Điều nhiều số chúng không dễ dàng tạo hạt giống, hạt giống chúng lưu trữ để đảm bảo tuổi thọ loài Kết nhóm gen giảm Điều đặt nhiều rủi ro nữa, lồi dễ bị tổn thương trở nên thiệt thịi Chúng thích hợp để thu hẹp phạm vi dễ bị bệnh Để tăng cường bảo tồn tăng cường nông lâm kết hợp, cần có thực hành nhân giống trồng thơng minh Nhân giống truyền thống cho phép xác định, lựa chọn nhân giống trồng có cấu trúc di truyền vượt trội, kiểu gen, từ quần thể thực vật định Nhưng phương pháp truyền thống thường không phân lập đặc điểm vượt trội cần thiết lồi Chúng năm sáu chu kỳ sinh sản trước đặc điểm có giá trị thiết lập trì quần thể thực vật Q trình hàng thập kỷ lâu năm, cối Công nghệ sinh học thực vật ngày sử dụng để bổ sung cho hoạt động sàng lọc nhân giống truyền thống Cây trồng ống nghiệm điều kiện phịng thí nghiệm kiểm sốt Những tiến hóa sinh di truyền mở hiểu biết yếu tố ảnh hưởng đến phát triển thực vật Nguyễn Lan Anh – 21126009 Together these developments have created the opportunity to precisely identify and mass propagate superior plant varieties within a fraction of the time of traditional methods On top of this, if required, the precise altering of the genetic makeup of plants is now also possible This enables plant genomes to be radically enhanced so that superior genotypes can be created, maintained and propagated Cùng với nhau, phát triển tạo hội để xác định xác nhân giống hàng loạt giống trồng cao cấp vòng phần nhỏ thời gian phương pháp truyền thống Trên hết, yêu cầu, việc thay đổi xác cấu trúc di truyền thực vật Điều cho phép gen thực vật tăng cường triệt để để kiểu gen vượt trội tạo ra, trì nhân giống Preserving valuable genes Bảo tồn gen có giá trị Maintaining superior genetics for valuable traits is fundamental in agroforestry But to maintain superior genetics, seed production is rarely an option In producing a seed, the sexual cross between genetically different male and female parent plants results in the dilution of valuable genes This often leads to offspring with unpredictable genetics Duy trì di truyền vượt trội cho đặc điểm có giá trị tảng nơng lâm kết hợp Nhưng để trì di truyền vượt trội, sản xuất hạt giống lựa chọn Trong trình sản xuất hạt giống, lai tạo giới tính mẹ đực khác mặt di truyền dẫn đến pha loãng gen có giá trị Điều thường dẫn đến với di truyền khơng thể đốn trước For the agroforestry industry to succeed, genotypes with predictably fast growth rates, high yields, and disease and drought resistance are needed This will ensure land-use efficiency is maximised, which in turn will decrease ecological disturbance and protect indigenous plant species and sensitive natural forests One method that holds promise for preserving valuable genes is somatic embryogenesis This is the ability to produce viable embryos from virtually any plant organ, while avoiding sexual crossing Such embryos, when encased in alginate gel, constitute a synthetic seed They retain all the valuable properties of the cloned parent plant Somatic embryogenesis is the ability to produce viable embryos from virtually any plant organ, while avoiding sexual crossing Shutterstock Để ngành nông lâm kết hợp thành cơng, cần có kiểu gen có tốc độ tăng trưởng nhanh dự đốn được, suất cao, khả kháng bệnh hạn hán Điều đảm bảo hiệu sử dụng đất tối đa hóa, từ làm giảm xáo trộn sinh thái bảo vệ loài thực vật địa khu rừng tự nhiên nhạy cảm Một phương pháp hứa hẹn để bảo tồn gen có giá trị tạo phôi soma Đây khả tạo phôi khả thi từ hầu hết quan thực vật, đồng thời tránh lây truyền qua đường tình dục Những phôi vậy, bọc gel alginate, tạo thành hạt giống tổng hợp Họ giữ lại tất tài sản có giá trị mẹ nhân Tạo phôi soma khả tạo phôi khả thi từ hầu hết quan thực vật, đồng thời tránh lây truyền qua đường tình dục Shutterstock Nguyễn Lan Anh – 21126009 Creating synthetic seeds Tạo hạt giống tổng hợp Somatic embryos may form naturally in certain plants, but can potentially be induced in any plant species and from any plant organ outside its normal biological context This is done by altering the balance of plant hormones – the language signal in plants that controls all developmental processes Phơi soma hình thành tự nhiên số loài thực vật định, có khả gây lồi thực vật từ quan thực vật ngồi bối cảnh sinh học bình thường Điều thực cách thay đổi cân hormone thực vật - tín hiệu ngơn ngữ thực vật kiểm sốt tất trình phát triển Our research investigated the potential of inducing somatic embryos from leaves of the commercially important Eucalyptus tree These are an important source of global timber products Intensive efforts are under way to screen and select preferred genotypes to support environmental sustainability nghiên cứu điều tra tiềm gây phôi soma từ bạch đàn quan trọng mặt thương mại Đây nguồn quan trọng sản phẩm gỗ toàn cầu Những nỗ lực chuyên sâu tiến hành để sàng lọc lựa chọn kiểu gen ưa thích để hỗ trợ tính bền vững môi trường Somatic embryos mimic seeds without the lengthy breeding cycle The germinated products are essentially clones of the parent plant from which the embryos were induced So somatic embryogenesis allows for superior genotypes to be preserved It also allows for the propagation of plant species that were previously excluded from standard propagation practices like traditional plant breeding or plant tissue culture Phôi soma bắt chước hạt giống mà khơng có chu kỳ sinh sản dài Các sản phẩm nảy mầm mẹ mà phơi tạo Vì vậy, q trình tạo phôi soma cho phép bảo tồn kiểu gen vượt trội Nó cho phép nhân giống lồi thực vật mà trước bị loại trừ khỏi hoạt động nhân giống tiêu chuẩn nhân giống trồng truyền thống nuôi cấy mô thực vật There are other benefits too The easily transported embryos constitute known genetics and growth properties They could also potentially be cryopreserved, that is frozen to ultra-low temperatures indefinitely in liquid nitrogen Importantly, because of the conditions under which they are induced, they are disease-free Ngồi cịn có lợi ích khác Các phôi dễ dàng vận chuyển tạo thành di truyền tính chất tăng trưởng biết Chúng có khả bảo quản lạnh, đơng lạnh đến nhiệt độ cực thấp vô thời hạn nitơ lỏng Điều quan trọng là, điều kiện mà chúng gây ra, chúng khơng có bệnh Despite its many uses somatic embryogenesis is only being used in selected agroforestry industries like sugarcane, certain conifer and forestry plantations and in a few ornamental plants But its potential as a medium for genetic enhancement cannot be ignored, especially given recent advances in gene editing Mặc dù có nhiều cơng dụng, q trình tạo phơi soma sử dụng ngành nông lâm kết hợp chọn mía, số đồn điền kim lâm nghiệp số loại cảnh Nhưng tiềm phương tiện để tăng cường di truyền bỏ qua, đặc biệt với tiến gần chỉnh sửa gen Nguyễn Lan Anh – 21126009 In 2014, the neonicotinoid market exceeded $3 billion and accounted for about 25% of the global pesticide market (3) Neonicotinoids are popular in part because they are very good at what they In fact, they are among the most toxic insecticides ever developed The active ingredient imidacloprid, for example, is 10,000 times more potent to insects than nicotine, the biological inspiration for neonicotinoids and a very toxic compound in its own right (4) There are at least seven: We contend that the efficient and well-documented transmission of neonicotinoids through tripartite food chains—plant to pest to natural enemy—combined with the diversity of nontarget herbivores on treated plants threatens entire food webs by disrupting arthropod communities and interactions Neonicotinoid active ingredients that are available to manage insects from at least nine taxonomic orders in many different pest systems, including large-scale agri-culture, livestock production, fruit and vegetable crops, forestry, home landscapes, and even pets (4) Now, about 20 years after their introduction, ubiquitous use of three main neonicotinoid active ingredients (imidiclo-prid, clothianidin, thiamethoxam) is increasing the toxic load of agricultural landscapes, forests, and other eco-systems throughout the world, posing threats to bene-ficial insects and other sensitive taxa (5) Here we focus on neonicotinoid use for plant protection and potential disruption of above-ground terrestrial food webs, but our argument could be extrapolated to aquatic and detrital food webs where neonicotinoids also pose concerning nontarget risks (6, 7) Năm 2014, thị trường neonicotinoid vượt tỷ USD chiếm khoảng 25% thị trường thuốc trừ sâu toàn cầu (3) Neonicotinoids phổ biến phần chúng giỏi chúng làm Trên thực tế, chúng loại thuốc trừ sâu độc hại phát triển Ví dụ, hoạt chất imidacloprid mạnh 10.000 lần côn trùng so với nicotine, nguồn cảm hứng sinh học cho neonicotinoids hợp chất độc hại theo nghĩa (4) Có bảy Chúng tơi cho việc truyền neonicotinoids hiệu ghi chép đầy đủ thông qua chuỗi thức ăn ba bên — thực vật gây hại cho kẻ thù tự nhiên — kết hợp với đa dạng động vật ăn cỏ không nhắm mục tiêu thực vật xử lý đe dọa toàn mạng lưới thức ăn cách phá vỡ cộng đồng động vật chân đốt tương tác Các hoạt chất neonicotinoid có sẵn để quản lý trùng từ chín đơn đặt hàng phân loại nhiều hệ thống dịch hại khác nhau, bao gồm nông nghiệp quy mô lớn, chăn nuôi, ăn rau, lâm nghiệp, cảnh quan nhà chí vật nuôi (4) Bây giờ, khoảng 20 năm sau giới thiệu, việc sử dụng phổ biến ba hoạt chất neonicotinoid (imidicloprid, clothianidin, thiamethoxam) làm tăng tải lượng độc hại cảnh quan nông nghiệp, rừng hệ sinh thái khác toàn giới, gây mối đe dọa côn trùng có lợi đơn vị phân loại nhạy cảm khác (5) Ở tập trung vào việc sử dụng neonicotinoid để bảo vệ thực vật khả phá vỡ mạng lưới thức ăn mặt đất, lập luận chúng tơi ngoại suy cho mạng lưới thức ăn nước có hại, nơi neonicotinoids gây liên quan đến rủi ro không mục tiêu (6, 7) Nguyễn Lan Anh – 21126009 Agrochemical companies, pest managers, and farmers use neonicotinoids to manage a broad range of herbivorous insect species that attack aboveand belowground plant tissues Neonicotinoids can be applied to plant foliage to kill insects on contact, but a primary advantage of neonicotinoids is that they can be absorbed through roots, leaves, or bark and transported to the rest of the plant through xylem or phloem Because of this systemic movement, neo-nicotinoids applied in root zones or injected into plants (e.g., tree trunks) will move through the vascular system and make plant tissues toxic for insects to consume for long periods (8) Các cơng ty hóa chất nơng nghiệp, quản lý dịch hại nông dân sử dụng neonicotinoids để quản lý loạt lồi trùng ăn cỏ công mô thực vật mặt đất Neonicotinoids áp dụng cho tán để tiêu diệt côn trùng tiếp xúc, lợi neonicotinoids chúng hấp thụ qua rễ, vỏ vận chuyển đến phần lại thơng qua xylem phloem Do di chuyển tồn thân này, neonicotinoids áp dụng vùng rễ tiêm vào thực vật (ví dụ: thân cây) di chuyển qua hệ thống mạch máu làm cho mô thực vật độc hại cho côn trùng tiêu thụ thời gian dài (8) Seeds coatings (i.e., seeds coated with imidicloprid, clothianidin, or thiamethoxam, nitroguanidine neon-icotinoids which are absorbed after germination) are the most common use of neonicotinoids and are used annually in the United States over more than 150 million acres of corn, soybeans, canola, cotton, wheat, and other crops (9) Plants from neonicotinoid-coated seeds have toxic neonicotinoid concentrations that last two to three weeks (10) Lớp phủ hạt giống (tức hạt phủ imidicloprid, clothianidin thiamethoxam, nitroguanidine neonicotinoids hấp thụ sau nảy mầm) cách sử dụng phổ biến neonicotinoids sử dụng hàng năm Hoa Kỳ 150 triệu mẫu ngô, đậu nành, cải dầu, bông, lúa mì loại trồng khác (9) Thực vật từ hạt neonicotinoidcoated có nồng độ neonicotinoid độc hại kéo dài hai đến ba tuần (10) Neonicotinoids applied to the root zone of trees or injected into tree trunks can remain at toxic concen-trations for three or more years (11) The long-lasting systemic nature of neonicotinoids, particularly in woody plants, can reduce the number of insecticide applications, potentially reducing risks of direct contact to applicators and other nontarget organisms Systemic transport and persistence of neonicotinoids also pose risks to beneficial insects, including pollinators and predators, through direct or indirect exposure Susceptible insects, including pest and non-pest herbivores, pollinators, and omnivorous natural enemies, die after directly consuming plant tissues or fluids containing lethal neonicotinoid concentrations Neonicotinoids áp dụng cho vùng rễ tiêm vào thân trì nồng độ độc hại ba năm trở lên (11) Bản chất hệ thống lâu dài neonicotinoids, đặc biệt thực vật thân gỗ, làm giảm số lượng ứng dụng thuốc trừ sâu, có khả làm giảm nguy tiếp xúc trực tiếp với ứng dụng sinh vật không mục tiêu khác Vận chuyển toàn thân tồn neonicotinoids gây rủi ro cho côn trùng có lợi, bao gồm thụ phấn động vật ăn thịt, thông qua tiếp xúc trực tiếp gián tiếp Côn trùng nhạy cảm, bao gồm động vật ăn cỏ gây hại không gây hại, thụ phấn thiên địch ăn tạp, chết sau trực tiếp tiêu thụ mơ chất lỏng thực vật có chứa nồng độ neonicotinoid gây chết người Nguyễn Lan Anh – 21126009 Nonsusceptible invertebrate herbivores, including resistant individuals, those that receive sublethal doses, and taxa that are insensitive to neonicotinoids, encounter neonicotinoids as they feed These individuals persist in food webs, alive but contaminated, exposing other consumers to the insecticides For example, spider mites (Acari: Tet-ranychidae) and slugs (Mollusca: Gastropoda) not die from consuming neonicotinoid treated plants, but their hemipteran and colepteran predators, respectively, die or sustain sublethal effects on survival or fitness after feeding on contaminated prey (12, 13) Thus, transmis-sion of neonicotinoids through food chains can result in fewer predators and more herbivores and herbivory than without neonicotinoids Động vật ăn cỏ không xương sống không nhạy cảm, bao gồm cá thể kháng thuốc, người nhận liều sublethal đơn vị phân loại không nhạy cảm với neonicotinoids, gặp phải neonicotinoids chúng ăn Những cá nhân tồn mạng lưới thực phẩm, cịn sống bị nhiễm, khiến người tiêu dùng khác tiếp xúc với thuốc trừ sâu Ví dụ, nhện nhện (Acari: Tetranychidae) sên (Động vật thân mềm: Gastropoda) khơng chết tiêu thụ thực vật xử lý neonicotinoid, kẻ săn mồi hemipteran colepteran chúng, tương ứng, chết trì tác động mắt sống sót thể lực sau ăn mồi bị ô nhiễm (12, 13) Do đó, việc truyền neonicotinoids qua chuỗi thức ăn dẫn đến động vật ăn thịt nhiều động vật ăn cỏ động vật ăn cỏ khơng có neonicotinoids Recent research has revealed that neonicotinoids can also be transmitted in a sugary liquid called hon-eydew that is excreted by phloem-feeding insects (Hemiptera), such as aphids, mealybugs, scale insects, and whiteflies This research found that mealybugs, which are susceptible to neonicotinoids at certain concentrations, excreted honeydew that contained imidacloprid and was toxic to beneficial hoverflies and parasitoid wasps that consumed it (14) Neonicotinoid are used to manage many honeydew-excreting pests, which are primary pests in most agricultural systems, in-cluding field crops, vegetables, fruit and nut production, tree plantations, and urban forests, suggesting that neonicotinoids used in these systems have strong po-tential to pass to nontarget species via honeydew Moreover, this route of exposure is likely to increase with growing introductions and populations of exotic, inva-sive, honeydew-producing species, like hemlock woolly adelgid (HWA; Adelges tsugae) and spotted lanternfly (Lycorma delicatula) Nghiên cứu gần tiết lộ neonicotinoids truyền chất lỏng có đường gọi dịch tiết qua côn trùng ăn phloem (Hemiptera), chẳng hạn rệp, rệp sáp, côn trùng vảy bướm trắng Nghiên cứu phát rệp sáp, dễ bị neonicotinoids nồng độ định, tiết dịch có chứa imidacloprid độc hại chuồn chuồn có lợi ong bắp cày ký sinh tiêu thụ (14) Neonicotinoids sử dụng để quản lý nhiều loài gây hại tiết mật ong, lồi gây hại hầu hết hệ thống nông nghiệp, bao gồm trồng đồng ruộng, rau, sản xuất trái hạt, trồng rừng đô thị, cho thấy neonicotinoids sử dụng hệ thống có tiềm mạnh mẽ để truyền sang lồi khơng mục tiêu thơng qua dịch Hơn nữa, đường tiếp xúc có khả tăng lên với du nhập ngày tăng quần thể loài sinh vật kỳ lạ, xâm lấn, sản xuất mật ong, hemlock woolly adelgid (HWA; Adelges tsugae) ruồi đèn lồng đốm (Lycorma delicatula) Widespread Contamination Ô nhiễm lan rộng Nguyễn Lan Anh – 21126009 We contend that the efficient and well-documented transmission of neonicotinoids through tripartite food chains—plant to pest to natural enemy—combined with the diversity of nontarget herbivores on treated plants threatens entire food webs by disrupting ar-thropod communities and interactions Ecosystems harbor thousands of innocuous invertebrate species, most of which are either susceptible to neonicotinoids, could transmit them to higher trophic levels, or both These species, often just acting as prey, provide critical linkages that effect food web stability and resilience Inadvertently removing or changing the abundance of species makes food webs vulnerable to perturbation or collapse To illustrate how easily and completely food webs could be contaminated and disrupted, consider two systems—trees and field crops—in which neonicotinoids are extensively used Trees host hundreds or thousands of arthropod species including detritivores, herbivores, omnivores, and predators feeding at third or fourth trophic levels Eastern hemlock (Tsuga canadensis) trees are frequently treated with neonicotinoids to combat hemlock woolly adelgid (HWA; Adelges tsugae) but host more than 400 native arthropod species including herbivores, predators, and scavengers Imidacloprid and its toxic metabolite olefin occur at toxic concentrations (to HWA) for at least three years and perhaps at detectable concentrations for at least seven years (11,15) For this duration, susceptible and nonsusceptible herbivores are feeding on lethal and sublethal imidacloprid concentrations and transmitting it to higher trophic levels Just within Great Smoky Mountains National Park, nearly 200,000 hemlock trees have been treated (16) All arthropod guilds on hemlock are negatively affected by imidacloprid applications (15) Although there are clear benefits to protecting hemlocks or other threatened tree species that form the basis of key ecosystems, we have little understanding of the influence of this widespread treatment and subsequent transmission on food webs Chúng cho việc truyền neonicotinoids hiệu ghi chép đầy đủ thông qua chuỗi thức ăn ba bên — thực vật gây hại cho kẻ thù tự nhiên — kết hợp với đa dạng động vật ăn cỏ không nhắm mục tiêu thực vật xử lý đe dọa toàn mạng lưới thức ăn cách phá vỡ cộng đồng động vật chân đốt tương tác Hệ sinh thái chứa hàng ngàn loài động vật không xương sống vô hại, hầu hết số dễ bị nhiễm neonicotinoids, truyền chúng đến mức dinh dưỡng cao hai Những lồi này, thường đóng vai trị mồi, cung cấp liên kết quan trọng ảnh hưởng đến ổn định khả phục hồi mạng lưới thức ăn Vơ tình loại bỏ thay đổi phong phú loài làm cho mạng lưới thức ăn dễ bị xáo trộn sụp đổ Để minh họa mạng lưới thức ăn bị nhiễm phá vỡ dễ dàng hoàn toàn nào, xem xét hai hệ thống — cối trồng đồng ruộng — neonicotinoids sử dụng rộng rãi Cây cối lưu trữ hàng trăm hàng ngàn loài động vật chân đốt bao gồm động vật ăn thịt, động vật ăn cỏ, động vật ăn tạp động vật ăn thịt ăn cấp độ chiến lợi phẩm thứ ba thứ tư Cây hemlock phương Đông (Tsuga canadensis) thường xử lý neonicotinoids để chống lại hemlock len adelgid (HWA; Adelges tsugae) có 400 lồi động vật chân đốt địa bao gồm động vật ăn cỏ, động vật ăn thịt người nhặt rác Imidacloprid chất chuyển hóa độc hại olefin xảy nồng độ độc hại (đến HWA) ba năm có lẽ nồng độ phát bảy năm (11, 15) Trong thời gian này, động vật ăn cỏ nhạy cảm không nhạy cảm ăn nồng độ imidacloprid gây chết người da truyền đến mức dinh dưỡng cao Ngay Công viên Quốc gia Great Smoky Mountains, gần 200.000 hemlock xử lý (16) Tất bang hội động vật chân đốt hemlock bị ảnh hưởng tiêu cực ứng dụng imidacloprid (15) Mặc dù có lợi ích rõ ràng việc bảo vệ hemlocks loài bị đe dọa khác tạo thành tảng hệ sinh thái chính, có hiểu biết ảnh hưởng phương pháp điều trị rộng rãi lây truyền mạng lưới thức ăn Nguyễn Lan Anh – 21126009 Thus, we have neither a basis for a cost/benefit analysis to evaluate the practice of protecting trees with neonicotinoids nor an understanding of what is being lost in these ecosystems Do đó, chúng tơi khơng có sở để phân tích chi phí / lợi ích để đánh giá thực hành bảo vệ neonicotinoids hiểu biết bị hệ sinh thái The same phenomenon is happening on quite a different scale, over hundreds of millions of hectares of crop fields in the U.S and Canada, among other countries, where nitroguanidine neonicotinoids are coated on crop seeds, like maize, soybeans, oilseed rape, cotton, and wheat Soil and foliage arthropod communities in these fields are exposed annually to neonicotinoids with negative consequences (7, 9) Crop plants absorb neonicotinoids, protecting against a handful of typically secondary pest species, but crop fields host hundreds of other arthropod species In addition, co-occurring weeds and fieldside vegetation, which host their own arthropod communities, also take up neonicotinoids from field soil and water, which are often heavily contaminated Significant repercussions have been documented for arthropod communities within and adjacent to fields (17) Undoubtedly, many species are being exposed to lethal or sublethal neonicotinoid doses that may be simplifying communities in these and other ecosystems where neonicotinoids are applied Hiện tượng tương tự xảy quy mô khác nhau, hàng trăm triệu cánh đồng trồng trọt Mỹ Canada, số quốc gia khác, nơi nitroguanidine neonicotinoids phủ hạt giống trồng, ngô, đậu nành, hiếp dâm hạt có dầu, bơng lúa mì Các cộng đồng động vật chân đốt đất tán cánh đồng tiếp xúc hàng năm với neonicotinoids với hậu tiêu cực (7, 9) Cây trồng hấp thụ neonicotinoids, bảo vệ chống lại số lồi gây hại thứ cấp điển hình, cánh đồng trồng trọt có hàng trăm lồi động vật chân đốt khác Ngoài ra, cỏ dại xuất thảm thực vật bên cánh đồng, nơi lưu trữ cộng đồng động vật chân đốt riêng chúng, lấy neonicotinoids từ đất nước đồng ruộng, thường bị ô nhiễm nặng Hậu đáng kể ghi nhận cộng đồng động vật chân đốt liền kề với cánh đồng (17) Khơng cịn nghi ngờ nữa, nhiều lồi tiếp xúc với liều neonicotinoid gây chết người mắt đơn giản hóa cộng đồng hệ sinh thái hệ sinh thái khác, nơi áp dụng neonicotinoids Beyond arthropod species, vertebrates are also being exposed to neonicotinoids through multiple routes with largely unknown effects The full range of effects of direct consumption of neonicotinoid-treated seeds and plants by vertebrates is unknown, but it is clear that neonicotinoids at field-relevant doses can be physiologically disruptive or even lethal to birds and mammals and that their site of action may not be in the nervous system, as is the case for insects (18) The risk of indirect exposure through food webs is also unknown, but birds are among top consumers of arthro-pods from all trophic levels Ingestion and accumulation of neonicotinoids by birds appears to be widespread, with one study finding 100% of sparrows with neonicotinoids in their feathers (19) Ngoài loài động vật chân đốt, động vật có xương sống tiếp xúc với neonicotinoids thông qua nhiều đường với tác dụng chưa biết đến Toàn tác động việc tiêu thụ trực tiếp hạt giống thực vật xử lý neonicotinoid động vật có xương sống chưa biết, rõ ràng neonicotinoids liều lượng liên quan đến lĩnh vực gây rối loạn sinh lý chí gây tử vong cho chim động vật có vú vị trí hành động chúng khơng nằm hệ thống thần kinh, trường hợp côn trùng (18) Nguy tiếp xúc gián tiếp thông qua mạng lưới thức ăn chưa biết, chim người tiêu dùng động vật chân đốt hàng đầu từ tất cấp độ chiến lợi phẩm Việc ăn tích lũy neonicotinoids chim dường phổ biến, với nghiên cứu cho thấy 100% chim sẻ có neonicotinoids lông chúng (19) Nguyễn Lan Anh – 21126009 Just as concerning, birds and other vertebrates with higher trophic positions in food webs may be suffering from arthropod depletion and/or contami-nation by neonicotinoids, as suggested by some declining bird populations (20) In a recent alarming example from Japan, use of neonicotinoids to control insect pests in rice production inadvertently resulted in collapse of a local Cũng đáng lo ngại, chim động vật có xương sống khác có vị trí dinh dưỡng cao lưới thức ăn bị cạn kiệt động vật chân đốt và/hoặc bị ô nhiễm neonicotinoids, đề xuất số quần thể chim suy giảm (20), việc sử dụng neonicotinoids để kiểm sốt trùng gây hại sản xuất lúa gạo vơ tình dẫn đến sụp đổ địa phương As students we learn that the risk of a toxin is the product of toxicity and exposure We know that neonicotinoid exposure is far higher than necessary to achieve plant protection and yield objectives Là sinh viên, biết nguy nhiễm độc tố sản phẩm độc tính phơi nhiễm Chúng tơi biết phơi nhiễm neonicotinoid cao nhiều so với mức cần thiết để đạt mục tiêu bảo vệ suất thực vật fishery because zooplankton that were a key portion of the fishes’ diets declined dramatically with the introduction of neonicotinoids (21) nghề cá động vật phù du phần quan trọng chế độ ăn cá giảm đáng kể với đời neonicotinoids (21) Not Worth the Risks Không đáng để mạo hiểm Owing to their systemic activity, low vertebrate toxicity, and long persistence, neonicotinoids initially showed promise to increase the efficacy and safety of pest man-agement A growing body of evidence, however, suggests that current use patterns, which are poorly documented (9,22), may actually be creating more risks than benefits Risks to many terrestrial, aquatic, and detrital organisms and ecosystems have been documented Considering these risks, advocacy groups have frequently promoted outright bans on all neonicotinoids in all circumstances, and this stance seems easy to justify However, plant systems frequently sprayed with neonicotinoids are also awash in other insecticides that are as toxic or worse for a wide range of organ-isms (23) Assuming that the bulk of world agriculture will not become organic anytime soon, big agriculture and farmers will continue to use and sometimes abuse pesticides To balance plant protection with human and ecosystem health, we should use neonicotinoids only when they will improve economic returns for farmers, rather than corporations, and risks can be minimized Do hoạt động toàn thân chúng, độc tính động vật có xương sống thấp tồn lâu dài, neonicotinoids ban đầu cho thấy hứa hẹn tăng hiệu độ an toàn việc quản lý dịch hại Tuy nhiên, ngày có nhiều chứng cho thấy mơ hình sử dụng tại, vốn ghi chép (9, 22), thực tạo nhiều rủi ro lợi ích Rủi ro nhiều sinh vật hệ sinh thái cạn, nước có hại ghi nhận Xem xét rủi ro này, nhóm vận động thường xuyên thúc đẩy lệnh cấm hoàn toàn tất neonicotinoids trường hợp, lập trường dễ dàng biện minh Tuy nhiên, hệ thống thực vật thường phun neonicotinoids tràn ngập loại thuốc trừ sâu khác độc hại tệ nhiều loại sinh vật (23) Giả sử phần lớn nông nghiệp giới không sớm trở thành hữu cơ, nông nghiệp lớn nông dân tiếp tục sử dụng lạm dụng thuốc trừ sâu Để cân bảo vệ thực vật với sức khỏe người hệ sinh thái, nên sử dụng neonicotinoids chúng cải thiện lợi nhuận kinh tế cho nông dân, thay tập đồn, rủi ro giảm thiểu Nguyễn Lan Anh – 21126009 As students we learn that the risk of a toxin is the product of toxicity and exposure We know that neonicotinoid exposure is far higher than necessary to achieve plant protection and yield objectives Neonicotinoid seed coatings rarely improve crop yield (24), and neonicotinoids are applied preventively to vast areas of turf, which cover more land in the United States than any other irrigated crop, even when pests are absent or below thresholds (25) Applying neonicotinoids only when scouting and monitoring reveal pest populations exceeding an economic threshold, a basic tenet of Integrated Pest Manage-ment, would drastically reduce neonicotinoid appli-cation and environmental exposure Despite the convenience of seed coatings, recent evidence in-dicates that only about 5% of crop fields actually benefit from their use (26) Thus, most of the volume of neonicotinoids used to protect large-acreage crops—its dominant use—could be eliminated, which according to the most recent use estimates (22) would reduce environmental loading by more than 2.8 million kg That’s an enormous amount when considering that individual seeds receive milligram amounts of active ingredient The cost–benefit calculation of some neonicotinoid uses, such as protecting trees from invasive species, is a matter of some debate [similarly, many argue that dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) use is justified to protect humans from malaria (27)] But the benefit of needless preventive deployment in 95% of crop fields is indefensible Eliminating preventive applications in other systems would similarly eliminate vast quantities of neonicotinoids from entering food webs Unfortunately, the agrochemical industry is not known for restraint in promoting and selling plant pro-tection products, including neonicotinoids and geneti-cally modified crops—even when problems, such as resistance or environmental contamination, arise Growers often have limited choices in the seed they purchaseand understandably favor the convenience and in-surance of seed coatings when they have a choice Là sinh viên, biết nguy nhiễm độc tố sản phẩm độc tính phơi nhiễm Chúng tơi biết phơi nhiễm neonicotinoid cao nhiều so với mức cần thiết để đạt mục tiêu bảo vệ suất thực vật Lớp phủ hạt neonicotinoid cải thiện suất trồng (24), neonicotinoids áp dụng phòng ngừa cho khu vực rộng lớn cỏ, bao phủ nhiều đất Hoa Kỳ loại trồng tưới tiêu khác, khơng có sâu bệnh ngưỡng (25) Chỉ áp dụng neonicotinoids trinh sát giám sát cho thấy quần thể dịch hại vượt ngưỡng kinh tế, nguyên lý Quản lý dịch hại tổng hợp, làm giảm đáng kể ứng dụng neonicotinoid tiếp xúc với môi trường Bất chấp tiện lợi lớp phủ hạt giống, chứng gần có khoảng 5% cánh đồng trồng trọt thực hưởng lợi từ việc sử dụng chúng (26) Do đó, hầu hết khối lượng neonicotinoids sử dụng để bảo vệ loại trồng có diện tích lớn - cơng dụng chủ đạo - bị loại bỏ, theo ước tính sử dụng gần (22) làm giảm tải trọng môi trường 2,8 triệu kg Đó số lượng lớn xem xét hạt giống riêng lẻ nhận lượng miligam hoạt chất Việc tính tốn chi phí - lợi ích số công dụng neonicotinoid, chẳng hạn bảo vệ khỏi loài xâm lấn, vấn đề số tranh luận [tương tự, nhiều người cho việc sử dụng dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) hợp lý để bảo vệ người khỏi bệnh sốt rét (27)] Nhưng lợi ích việc triển khai phịng ngừa không cần thiết 95% cánh đồng trồng trọt bào chữa Loại bỏ ứng dụng phòng ngừa hệ thống khác loại bỏ lượng lớn neonicotinoids xâm nhập vào mạng lưới thức ăn Thật khơng may, ngành cơng nghiệp hóa chất nông nghiệp đến với hạn chế việc quảng bá bán sản phẩm bảo vệ thực vật, bao gồm neonicotinoids trồng biến đổi gen vấn đề, chẳng hạn kháng thuốc ô nhiễm môi trường, phát sinh Người trồng thường có lựa chọn hạn chế hạt giống mà họ mua dễ hiểu ủng hộ tiện lợi bảo hiểm lớp phủ hạt giống họ có quyền lựa chọn Nguyễn Lan Anh – 21126009 In other industries, like turf and landscape maintenance, the long-lasting properties and convenience of preven-tive neonicotinoid applications encourage excessive use (25) Voluntary change from neonicotinoid producers or end users is unlikely Trong ngành công nghiệp khác, bảo trì cỏ cảnh quan, đặc tính lâu dài tiện lợi ứng dụng neonicotinoid phịng ngừa khuyến khích sử dụng q mức (25) Thay đổi tự nguyện từ nhà sản xuất neonicotinoid người dùng cuối DDT offers a close analogy to the current debate over neonicotinoids By the time governments and companies had curtailed DDT use, the ecological and human health effects were indisputable and in some cases irreversible Birds, such as California condors and peregrine falcons, are just recently emerging from near extinction, DDT or its metabolites still contam-inate food and food chains around the world (28), and the majority of the U.S population and people around the world have detectable DDT levels in their bodies (29) The extent to which these problems would have been curtailed by an earlier ban on DDT is unknown DDT đưa tương đồng chặt chẽ với tranh luận neonicotinoids Vào thời điểm phủ cơng ty hạn chế sử dụng DDT, ảnh hưởng sinh thái sức khỏe người chối cãi số trường hợp khơng thể đảo ngược Các lồi chim, chẳng hạn chim condors California chim ưng peregrine, gần lên từ gần tuyệt chủng, DDT chất chuyển hóa làm ô nhiễm chuỗi thức ăn thức ăn khắp giới (28), phần lớn dân số Hoa Kỳ người dân khắp giới có mức DDT phát thể chúng (29) Mức độ mà vấn đề bị hạn chế lệnh cấm DDT trước chưa biết The full extent of environmental risk from neon- icotinoids may not be known for years If use is not voluntarily restrained, then regulation is the only hope Otherwise, we risk a return to the toxic, simpli-fied environment that prompted Silent Spring—a work that documents a history we should actively work to avoid repeating Toàn mức độ rủi ro mơi trường từ neonicotinoids khơng biết đến nhiều năm Nếu việc sử dụng không tự nguyện hạn chế, quy định hy vọng Nếu khơng, có nguy quay trở lại mơi trường độc hại, đơn giản hóa thúc đẩy Mùa xuân im lặng — tác phẩm ghi lại lịch sử mà nên tích cực làm việc để tránh lặp lại Nhà máy khai thác kim loại khắc phục đất đai Plants to mine metals and remediate land Engineered plants can clean up pollution and recover technology-critical metals Các nhà máy thiết kế làm nhiễm thu hồi kim loại quan trọng công nghệ Bài Elizabeth L Rylott Neil C Bruce By Elizabeth L Rylott and Neil C Bruce Nguyễn Lan Anh – 21126009 Anthropogenic activities have released vast amounts of metals, metalloids, and persistent organic pollutants (POPs) into the ecosystem The cost to human health is acute (1), and reserves of valuable technology-critical metals are running out (2) Phytoremediation, by using synthetically engineered plants to clean up polluted environments, and phytomining, a method to recover valuable metals, offer a solution to help alleviate these problems hoạt động gây nthropogenic giải phóng lượng lớn kim loại, kim loại chất ô nhiễm hữu dai dẳng (POPs) vào hệ sinh thái Chi phí cho sức khỏe người cấp tính (1) dự trữ kim loại quan trọng cơng nghệ có giá trị cạn kiệt (2) Xử lý tế bào, cách sử dụng nhà máy thiết kế tổng hợp để làm môi trường ô nhiễm phytomining, phương pháp để thu hồi kim loại có giá trị, đưa giải pháp giúp giảm bớt vấn đề POPs such as polychlorinated biphenyls and dioxins are toxic carcinogens produced predominantly from industrial processes and chemical manufacturing that resist bio-degradation in the environment for decades These xenobiotic compounds are often di-luted into ecosystems, making their remediation logistically challenging The use of plant root networks can help address these issues Furthermore, planting in polluted land can restore biodiversity and soil health, reduce pollution exposure, and is aesthetically pleasing with high public acceptance Plants lack the ability to degrade most POPs and instead follow a classic three-step detoXification pathway in planta that results in sequestration or incorporation into macromolecular structures such as lignin In this state, the original pollutant is considered biologically unavailable, with any further catabolism or mineralization occurring at the end of the plant’s life through microbial decomposition POP biphenyls polychlorinated dioxin chất gây ung thư độc hại sản xuất chủ yếu từ quy trình cơng nghiệp sản xuất hóa chất chống lại phân hủy sinh học môi trường nhiều thập kỷ Các hợp chất xenobiotic thường pha loãng vào hệ sinh thái, khiến việc khắc phục chúng trở nên khó khăn mặt hậu cần Việc sử dụng mạng lưới rễ giúp giải vấn đề Hơn nữa, trồng vùng đất ô nhiễm khơi phục đa dạng sinh học sức khỏe đất, giảm tiếp xúc với ô nhiễm mang tính thẩm mỹ cao với chấp nhận công chúng Thực vật thiếu khả làm suy giảm hầu hết POP thay vào tuân theo đường giải độc ba bước cổ điển planta dẫn đến cô lập kết hợp vào cấu trúc đại phân tử lignin Ở trạng thái này, chất ô nhiễm ban đầu coi khơng có sẵn mặt sinh học, với dị hóa khống hóa xảy vào cuối đời sống thông qua phân hủy vi sinh vật There is a wealth of biochemical diversity within the plant kingdom to detoXify Xeno-biotics, but where plants lack sufficient enzymatic activities, there is a seemingly bottomless pool of microbial enzymes that can tackle even the most ubiquitous and challenging pollutants Thus, genetically modified (GM) plants can be engineered to express microbial Xenobiotic-degrading enzymes to extend their physiology to degrade or de-toXify organic pollutants Rice (Oryza sativa) engineered with an apoplastic-targeted thio- cyanate hydrolase from Thiobacillus thiopa- rus can effectively degrade thiocyanate from industrial mine wastes (3) Có nhiều đa dạng sinh hóa vương quốc thực vật để giải độc xenobiotics, thực vật thiếu đủ hoạt động enzyme, có nhóm enzyme vi sinh vật dường khơng đáy giải chất ô nhiễm phổ biến thách thức Do đó, thực vật biến đổi gen (GM) thiết kế để biểu enzyme phân hủy xenobiotic vi sinh vật để mở rộng sinh lý chúng nhằm làm suy giảm giải độc chất ô nhiễm hữu Gạo (Oryza sativa) thiết kế với hydrolase thiocyanate nhắm mục tiêu apoplastic từ Thiobacillus thioparus phân hủy hiệu thiocyanate từ chất thải mỏ công nghiệp (3) Nguyễn Lan Anh – 21126009 For the military eXplosive and toXic pollutant heXahydro-1,3,5- trinitro1,3,5-triazine (RDX), eXpression of a bacterial cytochrome P450 was shown to mineralize the pollutant in planta—a tech- nology that has now been successfully tested on military ranges with native switchgrass (Panicum virgatum) (4) Đối với chất nổ quân chất ô nhiễm độc hại hexahydro-1,3,5trinitro1,3,5-triazine (RDX), biểu cytochrome P450 vi khuẩn chứng minh khống hóa chất nhiễm planta — công nghệ thử nghiệm thành công phạm vi quân với cỏ switchgrass địa (Panicum virgatum) (4) Industry-critical metals and finite re- sources—including platinum group metals (PGMs), noble metals such as gold and silver, and rare earth elements (REEs; lanthanide metals, as well as yttrium and scandium) (2)—are often geopolitically controlled These elements are increasingly used in developing technologies with no current substitutes and are vulnerable to supply chain disruptions Moreover, the mining process has a high car- bon footprint and causes considerable envi- ronmental damage (2) Indeed, metal pollu- tion has arisen from wastes from commercial mining, metal smelting and processing, dis- persion along roadside verges from catalytic eXhaust emissions, and wastes from artisanal gold mining activities These wastes contain high-value metals but at levels that are too low for current mining practices to be eco- nomically viable Moreover, the number of catastrophic dam failures from mine tailings has increased globally Phytoremediation could be combined with phytomining to re- vegetate and restore often denuded environ- ments, reduce dam breeching, and recover valuable metals The process can be carried out by smallholders in high-metal sites, sometimes in difficult-toaccess locations, and increasingly, the “eco-metal” recovered can attract a premium price Các kim loại quan trọng ngành tài nguyên hữu hạn — bao gồm kim loại nhóm bạch kim (PGM), kim loại quý vàng bạc, nguyên tố đất (REEs; kim loại lantan, yttri scandium) (2) — thường kiểm soát mặt địa trị Những yếu tố ngày sử dụng nhiều việc phát triển công nghệ khơng có sản phẩm thay dễ bị gián đoạn chuỗi cung ứng Hơn nữa, trình khai thác có lượng khí thải carbon cao gây thiệt hại đáng kể cho môi trường (2) Thật vậy, ô nhiễm kim loại phát sinh từ chất thải từ khai thác thương mại, nấu chảy chế biến kim loại, phân tán dọc theo bờ đường từ khí thải xúc tác chất thải từ hoạt động khai thác vàng thủ công Những chất thải chứa kim loại có giá trị cao mức thấp để hoạt động khai thác có hiệu kinh tế Hơn nữa, số lượng vụ vỡ đập thảm khốc từ mỏ thải tăng lên tồn cầu Phytoremediation kết hợp với phytomining để phục hồi khôi phục môi trường thường bị loại bỏ, giảm phát triển đập thu hồi kim loại có giá trị Q trình thực nơng hộ nhỏ vị trí kim loại cao, đơi địa điểm khó tiếp cận ngày nhiều, "kim loại sinh thái" thu hồi thu hút mức giá cao Plant metal uptake starts in the rhizo- sphere, where plant roots and associated mi- crobes eXude compounds that solubilize met- als in the soil These metal cations enter the plant through an assortment of transporters At uncontrolled concentrations, metals be- come toXic, interacting with electron trans- port activities and generating reactive oXygen species (ROS) that indiscriminately damage cellular components Metals can also disrupt sulfhydryl, carboXyl, amino, and phosphoryl groups in proteins, inhibiting critical cellular enzyme activities Sự hấp thụ kim loại thực vật bắt đầu rhizosphere, nơi rễ vi khuẩn liên quan tiết hợp chất hòa tan kim loại đất Những cation kim loại xâm nhập vào nhà máy thông qua loạt chất vận chuyển Ở nồng độ không kiểm soát, kim loại trở nên độc hại, tương tác với hoạt động vận chuyển điện tử tạo loại oxy phản ứng (ROS) làm hỏng bừa bãi thành phần tế bào Kim loại phá vỡ nhóm sulfhydryl, carboxyl, amino phosphoryl protein, ức chế hoạt động quan trọng enzyme tế bào Nguyễn Lan Anh – 21126009 Thus, cellular levels of all metals need to be tightly regulated The first point of controlling metal homeostasis is reg- ulating influX transporters to reduce uptake and effluX transporters to pump metals out of the plant roots This enables some “eXcluder” species to successfully inhabit metalliferous environments Once taken up, metals are de- toXified by compleXing with chelators such as phytochelatins, metallothioneins, and amino acids, then further transported through the Xylem, and compartmentalized into the vacu- ole or cell wall (see the figure) In contrast to eXcluder species, “hyperac- cumulator” plants have the ability to grow on naturally occurring metalliferous envi- ronments and take up metals with eXquisite specificity to many thousandfold above back- ground environmental levels Their remark- able biochemistry is hypothesized to confer antiherbivory properties but could also be the key to successful phytomining (5) More than 700 hyperaccumulator species, including many in the Brassicaceae and tropical tree species of Phyllanthaceae, have been identi- fied They store a range of metals and metal- loids, including arsenic (As); cadmium (Cd); copper; cobalt (Co); manganese; nickel (Ni); selenium; thallium; zinc (Zn); and the REEs lanthanum (La), cerium (Ce), and neodym- ium (Nd) (6) The efficacy of Ni phytomining was demonstrated with a 7-year field study in Pojska, Albania, where the hyperaccumulator Odontarrhena chalcidica growing on ultra- mafic (Ni-rich) soils eXtracted ~100 kg Ni ha–1 annually (5) After harvest, the plant biomass can be ashed, producing heat as a byprod- uct, then high-purity Ni salts are recovered by using acid-based chemical treatments In South Africa, Berkheya coddii has been successfully used to phytomine and remediate Ni and Co from contaminated soils around a Ni-smelting plant, with the metals recovered from the biomass by the smelting plant (7) Do đó, mức độ tế bào tất kim loại cần phải điều chỉnh chặt chẽ Điểm việc kiểm sốt cân nội mơi kim loại điều chỉnh chất vận chuyển dòng chảy để giảm hấp thụ vận chuyển efflux để bơm kim loại khỏi rễ Điều cho phép số loài "loại trừ" sống thành công môi trường kim loại Sau đưa lên, kim loại giải độc cách phức tạp với chất tạo bọt phytochelatin, metallothionein axit amin, sau tiếp tục vận chuyển qua xylem phân vùng vào thành tế bào thành tế bào (xem hình) Trái ngược với lồi ngoại trừ, thực vật "siêu tích lũy" có khả phát triển môi trường kim loại tự nhiên đưa kim loại có độ đặc hiệu tinh tế lên gấp nhiều nghìn lần so với mức mơi trường Hóa sinh đáng ý chúng đưa giả thuyết để mang lại đặc tính chống ăn thịt chìa khóa để phytomining thành cơng (5) Hơn 700 lồi hyperaccumulator, bao gồm nhiều loài họ Brassicaceae loài nhiệt đới Phyllanthaceae, xác định Họ lưu trữ loạt kim loại kim loại, bao gồm asen (As); cadmium (Cd); đồng; coban (Co); mangan; niken (Ni); selen; tali; kẽm (Zn); REEs lantan (La), xeri (Ce), neodymi (Nd) (6) Hiệu trình phytomining Ni chứng minh với nghiên cứu thực địa kéo dài năm Pojska, Albania, nơi chất tăng tích lũy Odontarrhena chalcidica phát triển đất siêu mịn (giàu Ni) chiết xuất ~ 100 kg Ni ha–1 hàng năm (5) Sau thu hoạch, sinh khối thực vật tro, tạo nhiệt sản phẩm phụ, sau muối Ni có độ tinh khiết cao thu hồi cách sử dụng phương pháp xử lý hóa học dựa axit Ở Nam Phi, Berkheya coddii sử dụng thành công để phytomine khắc phục Ni Co khỏi đất bị ô nhiễm xung quanh nhà máy luyện Ni, với kim loại thu hồi từ sinh khối nhà máy luyện kim (7) Nguyễn Lan Anh – 21126009 Geobotanical prospecting—identifying metalliferous soils by observing the pres- ence of indicator species known to grow in those conditions— has revealed species con- taining >1000 µg g−1 of REEs (8) The fern Dicranopteris linearis, which grows on tail- ings at a former REE mine in southeastern China (9), accumulates predominantly La, Nd, and Ce, producing biomass at commer- cially harvestable levels Although relatively little is known of the mechanisms behind REE hyperaccumulation, potassium, sodium, calcium, and aluminium channels are in- volved in their uptake (9) Gene eXpression studies on the most- studied Ni-hyperaccumulator species in the Noccaea and Odontarrhena genera indicate that Ni accumulation is achieved predomi- nantly by increased eXpression of the genes that eXist in nonhyperaccumulators, rather than increased metalspecificity per se (10) Khảo sát địa chất — xác định đất kim loại cách quan sát diện loài thị biết phát triển điều kiện — tiết lộ lồi có chứa >1000 μg g−1 REEs (8) Dương xỉ Dicranopteris linearis, mọc đuôi mỏ REE cũ đông nam Trung Quốc (9), tích lũy chủ yếu La, Nd Ce, tạo sinh khối mức thu hoạch thương mại Mặc dù tương đối biết đến chế đằng sau trình tăng tích lũy REE, kênh kali, natri, canxi nhơm có liên quan đến hấp thu chúng (9) Các nghiên cứu biểu gen loài Ni-hyperaccumulator nghiên cứu nhiều chi Noccaea Odontarrhena tích lũy Ni đạt chủ yếu cách tăng biểu gen tồn nonhyperaccumulators, thay tăng tính đặc hiệu kim loại (10) Nguyễn Lan Anh – 21126009 This up-regulation includes low-affinity transporters such as the Znregulated trans- porter and iron-regulated transporter—like protein (ZIP) family and the metal chela- tors histidine and nicotianamine How Ni is loaded into the Xylem and unloaded into the aerial tissue has not yet been conclusively de- termined, but tonoplast iron-regulated trans- porters (IREGs) are implicated in transport into the vacuoles of aerial tissues in three families of hyperaccumulator species (10) Within the vacuole, Nicitrate and Ni-malate are the predominant forms In addition to enhanced detoXification pathways, hyperac- cumulators often have up-regulated anti- oXidant systems, presumably to ameliorate metal-produced ROS There has been little evidence of success- ful commercialization of hyperaccumulator plants to phytomine metals Key limiting factors include the availability of agronomi- cally suitable varieties that will grow in broad geographical locations and soil types; the absence of hyperaccumulator species for PGMs and noble metals; the volatile prices of technology-critical metals; and the presence of phytotoXic levels of cocontaminating met- als and, on industrial sites, organic pollut- ants Increasing demand is likely to further increase metal prices and thus the viability of phytomining, but gaining additional value would improve financial stability Toward this goal, the catalytic activity of in planta metals such as Pd or Ni can be used to en- hance production of valueadded platform chemicals and biofuels from biomass (11) Although the agronomic traits of some species, such as O chalcidica, have been developed into commercial crops, there are arguably no hyperaccumulator species that can produce the same amount of biomass as that of nonhyperaccumulator, fast-growing species such as willow (Salix spp) and poplar (Populus spp), which are currently widely cultivated across temperate regions Quy định tăng bao gồm chất vận chuyển lực thấp chất vận chuyển điều chỉnh Zn chất vận chuyển điều chỉnh sắt họ protein (ZIP) chelators kim loại histidine nicotianamine Làm Ni nạp vào xylem dỡ vào mô khơng chưa xác định xác, chất vận chuyển điều chỉnh sắt tonoplast (IREGs) có liên quan đến việc vận chuyển vào khơng bào mô không ba họ lồi hyperaccumulator (10) Trong khơng bào, Ni-citrate Ni-malate hình thức chiếm ưu Ngồi đường giải độc tăng cường, chất tăng tích tụ thường có hệ thống chống oxy hóa điều chỉnh tăng cường, có lẽ để cải thiện ROS kim loại sản xuất Đã có chứng việc thương mại hóa thành cơng nhà máy siêu tích lũy thành kim loại phytomine Các yếu tố hạn chế bao gồm sẵn có giống phù hợp mặt nông học phát triển vị trí địa lý loại đất rộng lớn; vắng mặt loài hyperaccumulator cho PGM kim loại quý; giá biến động kim loại quan trọng công nghệ; diện nồng độ phytotoxic kim loại đồng ô nhiễm và, địa điểm công nghiệp, chất ô nhiễm hữu Nhu cầu ngày tăng có khả làm tăng thêm giá kim loại khả tồn phytomining, việc đạt giá trị bổ sung cải thiện ổn định tài Hướng tới mục tiêu này, hoạt động xúc tác kim loại planta Pd Ni sử dụng để tăng cường sản xuất hóa chất tảng giá trị gia tăng nhiên liệu sinh học từ sinh khối (11) Mặc dù đặc điểm nơng học số lồi, chẳng hạn O chalcidica, phát triển thành trồng thương mại, cho khơng có lồi hyperaccumulator tạo lượng sinh khối nonhyperaccumulator, loài phát triển nhanh liễu (Salix spp) dương (Populus spp), trồng rộng rãi khắp vùng ôn đới Nguyễn Lan Anh – 21126009 There are genetic transformation protocols available for these biomass species, and thus, enormous potential eXists to use synthetic biology tools to create artificial hyperaccumulators, com- bined if necessary with degrading abilities for POPs AlfaFold, which can predict protein structures (12), could be used to design pro- teins with metal-binding abilities or activities to specific Xenobiotics Together with gene editing techniques such as CRISPR-Cas (13), these tools could be used to confer traits into biomass species For eXample, eXpression of metal-binding proteins such as lanmodulin, a La-binding protein from Methylobacterium extorquens (14), or up-regulating target metal transporters and chelators could boost metal specificity and accumulation Alternatively, artificial chromosomes containing synthetic promoters, transcriptional activators, and repressors could be assembled into a gene stack encoding complete metabolic path- ways (13) for metal accumulation and Xe- nobiotic degradation Có giao thức biến đổi gen có sẵn cho lồi sinh khối này, đó, tiềm to lớn tồn để sử dụng công cụ sinh học tổng hợp để tạo chất tăng tích lũy nhân tạo, kết hợp cần thiết với khả suy thối cho POP AlfaFold, dự đốn cấu trúc protein (12), sử dụng để thiết kế protein có khả hoạt động liên kết kim loại với xenobiotic cụ thể Cùng với kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR-Cas (13), cơng cụ sử dụng để truyền đặc điểm cho loài sinh khối Ví dụ, biểu protein liên kết kim loại lanmodulin, protein liên kết với La từ chất tống tiền Methylobacterium (14), chất vận chuyển chelators kim loại mục tiêu điều chỉnh tăng cường làm tăng tính đặc hiệu tích lũy kim loại Ngoài ra, nhiễm sắc thể nhân tạo có chứa chất kích thích tổng hợp, chất kích hoạt phiên mã chất ức chế lắp ráp thành ngăn xếp gen mã hóa đường trao đổi chất hồn chỉnh (13) để tích lũy kim loại suy thoái xenobiotic The rhizosphere is increasingly recognized as an essential part of the metal uptake pro- cess and one that could be manipulated—for eXample, by using cyanogenic bacteria to solubilize metals in soils A step further is the design of artificial organelles that bind and concentrate specific metals Additionally, organ-level compartmentalization could be engineered to promote metal accumulation in harvestable tissues, such as aboveground, woody tissues Although there is still controversy over the use of GM crops, their use is established in the United States, Brazil, Argentina, and Tầng sinh ngày công nhận phần thiết yếu trình hấp thụ kim loại phần bị thao túng — ví dụ, cách sử dụng vi khuẩn cyanogen để hòa tan kim loại đất Một bước thiết kế bào quan nhân tạo liên kết cô đặc kim loại cụ thể Ngồi ra, phân vùng cấp quan thiết kế để thúc đẩy tích tụ kim loại mơ thu hoạch, chẳng hạn mặt đất, mô gỗ India, and there is evidence of increasing pub- lic support (15) Furthermore, there is higher public acceptance for nonfood GM crops, and environmental pollution is understandably an issue that many would like addressed But what of the relatively low-value, toXic metals such as Cd, Zn, lead, and chromium, and the metalloid As? Often found together, these elements compose the majority of inorganic pollutants; they cause adverse health effects in millions globally, and remediating them is a substantial challenge Mặc dù tranh cãi việc sử dụng trồng biến đổi gen, việc sử dụng chúng thiết lập Hoa Kỳ, Brazil, Argentina Ấn Độ, có chứng ủng hộ ngày tăng công chúng (15) Hơn nữa, có chấp nhận cơng chúng cao trồng biến đổi gen phi thực phẩm, ô nhiễm môi trường vấn đề dễ hiểu mà nhiều người muốn giải Nhưng kim loại độc hại, có giá trị tương đối thấp Cd, Zn, chì crom, kim loại As gì? Thường tìm thấy nhau, yếu tố bao gồm phần lớn chất ô nhiễm vô cơ; chúng gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe hàng triệu người toàn cầu việc khắc phục chúng thách thức đáng kể Nguyễn Lan Anh – 21126009 There are many plant species that can be used to take up these elements and genetic modifications to further increase plant tolerance and uptake However, they have little current commercial value Focusing on highvalue metals could provide the knowledge and financial incen- tive to develop cost-effective technologies to phytoremediate lower-value metals and met- alloids Furthermore, the answer will involve a multipronged approach, with phytotech- nologies filling a valuable niche Có nhiều lồi thực vật sử dụng để chiếm yếu tố biến đổi gen để tăng thêm khả chịu đựng hấp thụ thực vật Tuy nhiên, chúng có giá trị thương mại Tập trung vào kim loại có giá trị cao cung cấp kiến thức động lực tài để phát triển cơng nghệ hiệu chi phí để phytoremediate kim loại kim loại có giá trị thấp Hơn nữa, câu trả lời liên quan đến cách tiếp cận đa hướng, với công nghệ thực vật lấp đầy thị trường ngách có giá trị