Гипераккумуляция цезия ряской Lemna minor

Цезий-137 является одним из наиболее распространенных радиоактивных изотопов, которые высвобождаются в окружающую среду во время ядерных аварий. Из-за относительно длинного периода полураспада, цезий-137 все еще присутствует в значительном количестве в пресных водах и почвах в районах, окружающих объекты ядерных аварий, произошедших во второй половине ХХ и в начале ХХI столетий. Многие пресноводные организмы способны поглощать этот элемент из окружающей среды. В экспериментах с растениями, выросшими в природных условиях, было показано, что ряска Lemna minor является одним из наиболее эффективных аккумуляторов цезия среди высших водных растений. Для исследования накопительных способностей ряски в лабораторных условиях мы выращивали асептические растения L. minor на различных цезий-содержащих культуральных средах. Подобраны условия для лабораторного асептического культивирования двух штаммов ряски L. minor, имеющих различное происхождение: Clone ID - 0008-14-LUG (Lm-14) и RDSC Clone 5500 (Lm-55). Оценена жизнеспособность растений ряски, измерены ростовые параметры и исследована аккумуляция ими ионов цезия в широком диапазоне концентраций Cs+ в средах культивирования в приcутствии в них ионов K+ в микромолярных или миллимолярных концентрациях. Измерены коэффициенты накопления ряской Cs+ и исследовано влияние ионов калия на накопление Cs+. В асептических условиях при концентрациях K+, лежащих в микромолярном диапазоне, коэффициенты накопления Cs+ составляли 200 - 400. Нами также было показано, что ряска способна накапливать цезий до уровня гипераккумуляции. Эти данные указывают на потенциальную возможность использовать ряску L. minor для ремедиации водоемов, загрязненных радиоактивным цезием. Полученные данные по накоплению Cs+ в присутствии K+ в среде в низких (мкМ) или в высоких (мМ) концентрациях указывают на конкуренцию Cs+ и K+ за K+-транспортирующие белки. Предполагается, что в поглощении Cs+ растениями ряски могут участвовать как высокоаффинная, так и низкоаффинная системы транспорта K+, в зависимости от концентрации K+ и Cs+ в среде, в частности высокоаффинный транспортер семейства HAK и K+-канал шейкерного типа семейства AKT.