En naturlig svampestamme kunne rense olieudslip og give livet tilbage til Albertas oliesand

"De nuværende metoder til at genoprette disse steder er ikke så omkostningseffektive eller energieffektive, som de kunne være, og kan forårsage mere miljøforstyrrelser, " sagde Susan Kaminskyj, professor ved Biologisk Institut. "Vores bioteknologiske innovation skal hjælpe med at løse denne type problemer hurtigere og med færre yderligere forstyrrelser."

Kaminskyj ledede et forskerhold, der omfattede tre biologistuderende og en post-doc-stipendiat ved U of S College of Arts and Science. Resultater fra deres arbejde, finansieret af Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, blev offentliggjort i tidsskriftet PLOS ET .

Omkring 800 kvadratkilometer af Albertas Athabasca-oliesand er dækket af groft tailings:nogle af de resterende materialer fra raffinering af overflademineret bitumen. Forurenet med en olieagtig rest, mangler næringsstoffer og er modstandsdygtig over for at absorbere vand, Groft tailings er et fjendtligt miljø for både planter og jordmikrober.

Men efter at tailings har ligget blotlagt i et årti eller deromkring, nogle få ukrudtsplanter formår ofte at slå rod. En af disse, en mælkebøtte, blev opnået af U of S-teamet i 2007, da de blev opdaget, voksede naturligt på et groft tailingssted. Fra sine rødder, tidligere kandidatstuderende Xiaohui Bao isolerede en unik svampestamme.

Forskerne fandt hurtigt ud af, at svampen - som de kaldte TSTh20-1 - har en bemærkelsesværdig egenskab. Når dens sporer påføres planter, disse planter vokser og trives på groft tailings.

"Der er masser af mikroorganismer derude, der spiser kulbrinter for at leve. Men det, der er virkelig pænt ved denne her, er, at den er i symbiose med en plante, " sagde Tim Repas, en af ​​avisens forfattere. "Det spiser ikke kun kulbrinter, men det lader planten overleve i disse miljøer."

I Kaminskyjs laboratorium, mere end 90 procent af frø behandlet med TSTh20-1 spiret på groft tailings, mens ingen af ​​de ubehandlede frø spirede. Tomatfrøplanter behandlet med svampen blomstrede på tailings selv uden gødning og voksede til at producere tomater.

Efterhånden som planterne voksede, de rensede også jorden under dem. Petrokemiske rester i tailings blev nedbrudt, skabe et sundere vækstmiljø.

Svampen var endda i stand til at vokse direkte på diesel, råolie og lignende materialer som dens eneste næringskilde - første gang denne evne er blevet set hos et medlem af denne hurtigt voksende gruppe af svampe. Forskerne konkluderede, at TSTh20-1 har et fremragende potentiale til at genoprette mange typer petrokemiske udslip såvel som grove halepladser.

At se disse egenskaber sammen i én organisme er spændende, sagde Repas, en nyuddannet cand.scient. i biologi, der nu arbejder som miljøforsker. Det betyder, at TSTh20-1-svampen er "multitalentet".

"Så vi kan foretage sanering og genindvinding af en grund på samme tid, " sagde Repas.

Normalt, sanering - fjernelse af forurenende stoffer fra et sted - udføres adskilt fra indvinding - genoprette jorden til næsten dens oprindelige tilstand. I tilfælde af udslip, forurenet jord bliver ofte skrabet op og trukket væk i en langvarig og dyr proces. Ny jord bringes derefter ind i området og sås med indfødte planter.

"Med vores proces, de kunne bare lægge vores behandlede frø fra sig og så tjekke stedet ind en gang imellem, " sagde Kaminskyj. "De kunne bruge mindre energi, mere effektivt, ind i et meget større rum."

Det næste skridt er at bevise, at metoden virker i den virkelige verden. Holdet har allerede startet test på to petrokemiske spildsteder i Alberta og British Columbia og forventer at begynde at se resultater næste år.

Forskerne søger også industripartnere, der gerne vil teste processen på oliesands-affaldssteder eller ved olieudslip.

Et andet område for yderligere undersøgelse vil være den mekanisme, hvormed TSTh20-1 opnår sine virkninger. Et fingerpeg er de øgede niveauer af enzymer kaldet peroxidaser, som holdet fandt udskilles af planter koloniseret af svampen.

"Peroxidaser kan nedbryde enhver form for kemisk binding, og de ser ud til at være dybt involveret i dekontaminering af den petrokemiske komponent i tailings, sagde Kaminskyj.

At vide mere om, hvordan TSTh20-1 virker, kan hjælpe med at identificere yderligere organismer, der giver planter lignende fordele. Forskerne studerer i øjeblikket 10 nye kandidater isoleret fra planterødder.