Превышение железа в воде: О превышении концентрации железа в водопроводной воде г. Верхотурье — Новости — Новости, объявления — Здравоохранение — Социальная сфера

Содержание

Экспертиза установила превышение аммиака и железа в воде одного из домов Правобережья

Смотреть видео

Жёлтая вода из крана на протяжении нескольких лет. Для жителей дома №43 на улице 65 лет Победы это уже привычная ситуация. Но теперь они решили разобраться в причинах.

Жительница дома №43 на улице 65 лет победы Александра Анпилогова показывает фотографии, сделанные в период обильных дождей. Чистая вода потоками лилась с неба, зато в кранах у жильцов она стала болотного цвета с песчаными примесями. И так, по словам хозяйки, происходит уже не первый год. Раньше изменение цвета было сезонным — более выраженным весной и осенью. Теперь даже летом вода перестала возвращаться в норму.

«Появился запах неприятный, болотистый, рыбный. Раньше он тоже был сезонным. В прошлом году весной и осенью. А в этом году как началось, так и не прекращается. И запах, и цвет. Мои соседи и я жалуемся. Например, у меня трое маленьких детей. Я не могу их купать в такой воде», — рассказала Александра.

Жалуются жильцы не просто друг другу, а как положено, официальными заявлениями в ответственные ведомства. Одна из таких жалоб направлена в областной водоканал. Здесь специалисты уверяют: на жалобу отреагировали, взяли пробы воды на первом этаже указанного дома, и по результатам всё в норме. По мнению специалистов, причина песчаного осадка может скрываться во внутренней системе водоснабжения самого дома. А изменение цвета и запаха объясняется природными факторами.

Екатерина Гаврилина, руководитель департамента ГП «Калугаоблводоканал»: «Запах, конечно, может быть у воды. Во-первых, это же исходная вода из реки. Она подвергается минимальной обработке. И мы стараемся, чтоб людям вода поступала в достаточно натуральном состоянии. То есть происходит осаждение взвешенных веществ, которые есть в каждом поверхностном водном объекте. А так же её обеззараживание».

Однако большинство жителей всё-таки не готовы видеть в своих кранах цветную и ароматную воду. Поэтому ещё одно ведомство, куда поступают жалобы — это областной центр гигиены и эпидемиологии. Все эти пробы, которые занимают в лаборатории целый стол, специалисты отобрали всего за три дня. При помощи специальных реагентов, которые меняют цвет, лаборант определяет наличие и концентрацию примесей в воде.

Марина Хинцинская, заместитель заведующей отдела центра гигиены и эпидемиологии Калужской области: «Все результаты отправляются в управление Роспотребнадзора по Калужской области для принятия управленческих решений. А управление Роспотребнадзора отвечает потребителю, отвечает человеку по его жалобе. Он получает и протоколы и ответ, что сделано и что будет сделано по его жалобе».

Такой ответ получила и Александра Анпилогова. Экспертиза показала превышение показателей по двум параметрам. В воде повышено содержание аммиака и железа. Вот только ни о каких дальнейших действиях хозяйке пока не сообщили. И причины нарушений тоже не выяснены, а значит и не устранены.

В горячей воде Норильска обнаружили превышение содержания железа — Роспотребнадзор | 04.02.22

Роспотребнадзор обнаружил повышенное содержания железа в горячей водопроводной воде Норильска на севере Красноярского края. Содержание железа превышено в 1,6 раза, сообщил в пятницу в официальном телеграм-канале руководитель регионального управления ведомства Дмитрий Горяев.

«По результатам лабораторных исследований установлено несоответствие отобранных проб воды по санитарно-химическим показателям — содержание железа превышено в 1,6 раза, а также по органолептическим показателям — цветность превышает норматив в 1,4 раза», — сообщил он, добавив, что в ведомство поступило за последний год более десятка жалоб на качество горячей воды. Роспотребнадзор провел плановую проверку водоснабжающей организации — Норильско-таймырской энергетической компании (НТЭК, дочерняя структура «Норникеля») и произвел отбор проб.

На компанию наложен штраф и выдано предписание на устранение нарушений до апреля 2022 года. Также в адрес администрации города Норильска направлено уведомление о несоответствии горячей воды гигиеническим нормативам.

В НТЭК сообщили ТАСС, что согласно федеральному закону «О водоснабжении» для повышения качества воды обязательным является переход многоквартирных домов на закрытую систему водоснабжения с установкой теплообменников, в которых поступающая холодная вода нагревается до заданных параметров и поступает потребителям.

В третьем квартале 2021 года компания «Норникель» в рамках благотворительной деятельности выделила средства для установки подобного оборудования на территории Норильского промышленного района. «Значительная часть управляющих компаний в Норильске уже осуществили переход на данную систему, и жильцы этих домов не испытывают трудностей с качеством горячей воды», — подчеркнул собеседник агентства.

НТЭК обеспечивает водой, тепловой и электрической энергией потребителей Норильска и Дудинки. В состав компании входят три ТЭЦ Норильска, Курейская и Усть-Хантайская ГЭС, тепловые и электрические сети в Норильске и Дудинке.

Информационное агентство России ТАСС

Избыток железа в поливной воде

Железо (Fe) является очень распространенным элементом: и в земной коре и в практической жизни, как основа чугуна и стальных сплавов. Немалую роль железо играет даже в цепочке ядерных реакций, от которых зависит само существование Вселенной. В биологии железо играет настолько колоссальную роль (гемоглобин), что без него невозможно выживание никаких теплокровные животных, и человека в том числе. Железо и его соединения используются еще во многих других областях деятельности человека, кроме упомянутых.

Железо необходимо растениям, но усваивается только то железо, которое находится в хелатной форме. При поливе дождеванием растение не успеет усвоить железо, потому что под воздействием кислорода растворимые соли превращаются в осажденную окись железа. В природе, нерастворимые соединения железа разрушаются в щелочной среде и в результате деятельности почвенных микроорганизмов, поэтому, как правило, избыток железа не вредит растениям.

Но есть некоторые группы растений, которые чувствительны к повышенному содержанию железа в воде для полива. Для этих растений слишком длительный полив такой водой приводит к угнетению растений и снижению урожая, причем симптомы избытка железа выглядят также, как и недостаток (темно-зеленые жилки на фоне светлой листовой пластинки). К таким растениям относятся вишни, абрикосы, персики, огурцы, томаты.

Кроме того, повышенное содержание железа в почве может привести к избыточному росту патогенных микроорганизмов, например, грибков, что может способствовать образованию гнилей у растений.

В большинстве случаев, очень сложно сказать, как повлияет полив водой с повышенным содержанием железа, потому что есть и другие факторы, которые могут влиять на рост и развитие растений (состав и кислотность почвы; содержание других элементов, которые могут как препятствовать, так и способствовать всасыванию железа; внесение удобрений и т.д.).

А еще очень желательно сделать лабораторный анализ воды, потому что для ряда элементов существуют предельно допустимые нормы по их содержанию в воде. Так, для железа, этот показатель не должен превышать 1мг/дм3.

Кроме пользы, железо способно приносить и вред. Кроме «классических» примеров, в качестве которых всегда приводят оружие, железо может помешать и в химическом смысле. Избыток железа в почве приводит к угнетению роста растений, избыток железа в воде может оказаться вредным не только для водопроводного и сантехнического оборудования, но и для здоровья пьющих эту воду людей и животных, если эта вода считается питьевой. В таком случае нужно либо сменить источник водоснабжения, либо снизить превышение ПДК железа при помощи специальных устройств.

Артезианские скважины, которые приходится устраивать при отдельных домах или поселках, часто дают воду, которая имеют избыток содержания железа.

Визуальным признаком избытка содержания железа является быстрое появление рыжих полос в местах протечки воды тонкой струйкой. В присутствии кислорода воздуха повышается степень окисления железа (переход двухвалентного железа в Fe2O3), и образуется малорастворимый оксид, который хорошо оседает на фаянсе, фарфоре или эмали, а также на других материалах. Это не что иное, как обыкновенная ржавчина. Такая вода и на вкус создает специфические вяжущие ощущения во рту (превышение более 1-2 мг/л). Избыток железа может оказаться вредным при многих заболеваниях, и даже вызвать их, т. е. железо может быть токсичным.

ПДК железа в воде равна 0,3 мг/л. Суточная потребность человека в железе в среднем составляет 10 мг. Доза в 200 мг уже является токсической, поскольку начинает тормозить антиокислительные процессы в организме и способствует старению клеток, и организма в целом. Снизить избыток железа в воде можно окислением содержащихся в ней двух- и трехвалентных гидроксидов до ржавчины и осадить ее в отстойном резервуаре.

Естественным способом вода очищается от железа при помощи отстаивания (безнапорная аэрация). Кислород окисляет соединения железа, в том числе и комплексы, неорганические и органические. Этот способ хорош, но он требует громоздкого бака и содержит потенциальные проблемы с размножением водорослей или других микроорганизмов. Такое обезжелезивание можно порекомендовать для водонапорных башен при небольшом расходе воды, получится оптимальный вариант. Для особо загрязненной по железу воды нужна принудительная продувка воздуха (аэрация). Этот способ потребует специальной колонки и воздушного насоса. Зато станет ненужным тяжелый бак.

Для воды с ПДК более 20-кратного, избыток железа в воде устраняется при помощи добавления гипохлорита натрия, при помощи точного дозирующего насоса. Расход воды контролируется счетчиком для управления дозирующим насосом. Блок управления может быть настроен с учетом любой концентрации железа и марганца. Излишек непрореагировавших веществ и продуктов реакции поглощается угольным фильтром. При правильной настройке дозирования, фильтр будет меняться достаточно редко. Раствор гипохлорита подается дозирующим насосом из специального резервуара. Установка довольно компактна, имеет небольшой вес и потребление электроэнергии.

Выявлено превышение содержания железа в питьевой воде

В рамках исполнения услуг сверх государственного задания сотрудниками лаборатории химико-токсикологических исследований ФГБУ «Нижегородский референтный центр Россельхознадзора» было выявлено, что один образец «вода питьевая скважина» не соответствует по показателю «массовая концентрация железа» согласно СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания.

Железо – один из жизненно необходимых элементов. Для нормальной работы организма мужчинам требуется около 6 – 10 мг, а женщинам – 15 – 18 мг в день. Существуют определенные нормативы, безопасные для эксплуатации. Избыточность негативно сказывается, а последствия устранить сложно. Если в воде много железа она не только наносит ущерб человеку, но и растениям, дому. Отрицательное влияние заключается в следующем:

  • Ускоренная коррозия. Это касается труб, отопления, нагревательных элементов. Начинают зарождаться колиформные бактерии, вызывающие агрессивный рост повреждения металла изнутри, появлению трещин в трубах. Они вызывают утечки, рост плесени. Попадая в питьевую воду, могут вызвать интоксикацию.
  • Боли в суставах, нарушение метаболизма, гемохроматоз. Если не принять мер по очищению, организм перенасыщается, вызывая мутирование клеток, развитие рака, опухолей мозга и проблемы с сердцем. При употреблении воды с повышенным содержанием железа может развиваться сахарный диабет. Это происходит за счёт нагрузки на печень и отсутствие возможности высвобождать глюкозу.
  • Появление пятен на одежде. При стирке, полоскание не может удалить ржавчину, которая проникает в ткани и окрашивает её. В итоге – испорченная вещь и ржавый налёт на всех элементах внутри стиральной машины.

Отсутствие хлорирования в некоторых районах ещё сильнее усугубляет ситуацию.

Скважины не всегда могут иметь чистую воду, пригодную для питья и использования. Часто фиксируется повышенное содержание железа в воде. Для снижения риска и заботы о здоровье, применяются специальные установки для очистки от железосодержащих смесей. Они представляют агрегаты различного объема, которые методом простого окисления, аэрации и превращения опасного ॥-валентного металла, окисляет его в 3-х валентное. Получившийся осадок оседает, а при автоматической промывке фильтра удаляется из системы.

Откуда в воде берется железо?

При залегании грунтовых вод под влиянием разрушения горных пород в почву высвобождаются соединения железа. Это нормальная химическая реакция, которая не наносит ущерб организму. Опасны его соединения, возникающие при повышенной кислотности почв, наличия близкого расположения очистных сооружений. Бактерии и различные химические элементы преобразуют чистый металл в коллоидные формы, оксиды и появляется бактериальная слизь. После прохождения через трубы, которые  накапливают микроорганизмы, токсичность воды возрастает. Вред железа в воде без применения фильтрующих обезжелезивателей наносит ущерб человеку, технике, экосистеме.

Воду, содержащую избыток железа, можно определить и без проведения исследований.

Характерными ее чертами являются:

  • Привкус металла у воды, кисловатый запах
  • Коричневый оттенок ржавчины
  • Бурый осадок, оседающий без кипячения
  • Отсутствие прозрачности с помутнением
  • Рыжий осадок при кипячении воды
  • Появление пятен после стирки одежды

Высокое накопление железа в волосах и ногтях людей, живущих в пострадавших от железа районах Ассама, Индия

Население Ассама, Индия, постоянно подвергающееся воздействию высоких концентраций железа в грунтовых водах, приводит к неблагоприятным последствиям для здоровья, таким как гемохроматоз, цирроз печени и сидероз. В настоящем исследовании был проведен анализ человеческих волос и ногтей, чтобы установить возможную связь между токсичностью железа и его отложением среди жителей.Концентрация железа в ногтях и волосах варьировала от 28,2 до 1046 мкг(-1) (n=114) и 26,5-838 (n=108) мкг(-1) соответственно у всех участников исследования. Содержание железа в подземных водах (421-5340 мкг/л(-1)) (n=64), используемых для питья, положительно коррелировало как с ногтями (r=0,788, p<0,0001), так и с волосами (r=0,709, p<0,0001). концентрации железа. Контрольные группы по возрасту и полу, соответствующие каждой группе, были отобраны из населения, проживающего в других частях страны, где подземные воды не содержат избытка железа.Во все группы исследования входило население, потребляющее воду, загрязненную железом, превышающую лимит ВОЗ/BIS (>300 мкг/л(-1)) в течение 5 лет (группа 1), более 5-10 лет (группа 2) и более 10 лет. (Группа 3). Результаты показали, что у участников, потреблявших подземные воды с содержанием железа, превышающим лимит ВОЗ, накопление железа было значительно выше, чем у тех, кто использовал подземные воды с содержанием железа ≤300 мкг/л (-1) (p<0,01). В образцах ногтей концентрация железа была статистически более высокой, чем в образцах волос, во всех исследуемых группах (p<0,0.01). Наблюдалась положительная корреляция между концентрацией железа и временем пребывания участников (p<0,01). Уровни железа у участников мужского пола были значительно выше, чем у участников женского пола в настоящем исследовании (p<0,01). Текущие результаты достаточно убедительны, чтобы гарантировать более широкое изучение воздействия железа через питьевую воду и неблагоприятного воздействия на человека в районах с высокой концентрацией железа.

Ключевые слова: атомно-абсорбционная спектроскопия; Волосы; Железо; Гвозди.

Небезопасная вода может вызвать смертельную перегрузку железом у лошадей – Лошадь

До недавнего времени ветеринарная промышленность рассматривала токсичность железа у лошадей в основном как острое состояние – результат передозировки железосодержащих добавок. Тем не менее, исследователи обнаружили, что лошади, подвергающиеся воздействию высоких уровней железа в воде, траве или сене в течение длительного периода времени, могут накапливать этот минерал в своей печени, что приводит к хронической перегрузке железом.

Голландские исследователи более внимательно изучили хроническую перегрузку железом после того, как у двух генетически неродственных лошадей с одной фермы в Нидерландах был диагностирован гемохроматоз (накопление избытка железа в организме) и дисфункция печени.Всего команда исследовала 22 случая (21 неродственная лошадь и осел с восьми ферм) с признаками гемохроматоза в образцах крови или ткани печени. У непарнокопытных наблюдались клинические признаки желтухи, потеря веса, грубая шерсть и вялость.

Исследователи протестировали образцы воды с ферм, все из которых имели высокий уровень железа в диапазоне от 0,74 до 72,5 мг Fe/л — выше максимально допустимого предела в 0,3 мг Fe/л — и были сочтены непригодными в качестве питьевой воды для животных. сказал.

Ветеринары лечили пораженных лошадей на основании их клинических признаков и поддерживающей терапии, включая инфузии электролитов, кортикостероиды, антибиотики, НПВП, опиоиды, добавки витамина Е и/или омепразол. Они усыпили пять пострадавших животных, в конечном итоге у которых диагностировали печеночную недостаточность. Клинические признаки четырех других лошадей продолжали ухудшаться, и их усыпили через девять месяцев — 4,4 года после постановки диагноза.

Вскрытие показало, что печень пораженных непарнокопытных была меньше, чем обычно, ржаво-коричневого цвета и часто имела узелковый вид.Исследователи также обнаружили накопление железа в других органах, включая поджелудочную железу, легкие, селезенку, мозг, почки, кишечник, щитовидную железу и надпочечники.

Команда сообщила, что по состоянию на 1 января 2018 года 13 из 22 непарнокопытных выжили, но их состояние существенно не изменилось.

«Мы провели повторный анализ крови у нескольких лошадей — до пяти лет спустя — и уровень железа все еще был очень повышен», — сказал Матийс Дж. П. Тилен, DVM, Dipl. ECEIM, EBVS, доцент факультета ветеринарной медицины Утрехтского университета, Нидерланды.«Они не отличались от значений на момент постановки диагноза, несмотря на минимальное потребление железа».

Так как же уберечь своих лошадей от хронической перегрузки железом?

Теелен рекомендовала проверять уровень железа в корме и воде, особенно в районах с высоким содержанием железа в почве. Он также посоветовал избегать длительного приема добавок с высоким содержанием железа. Если ваш ветеринар не прописывает такую ​​добавку для конкретного заболевания, «для лошадей в этом обычно нет необходимости», — сказал он.

Исследование «Хроническая перегрузка железом, вызывающая гемохроматоз и гепатопатию у 21 лошади и одного осла» было опубликовано в Equine Veterinary Journal .

Железо в воде для орошения газона

Рис. 1. Две пробы оросительной воды с разных полей для гольфа в северной Пенсильвании. Образец слева (LM-1) имеет красновато-коричневый цвет или цвет ржавчины, тогда как образец справа (CO-1) прозрачен и бесцветен.Фото: Питер Ландсхут, Penn State

Образцы оросительной воды газона, взятые из прудов или колодцев, иногда имеют красновато-коричневый цвет или цвет ржавчины. Внешний вид этих образцов указывает на присутствие более высоких, чем обычно, концентраций железа, что может вызывать беспокойство у менеджеров по газону из-за возможного негативного воздействия на ирригационные системы и других косметических проблем. Хотя оросительная вода цвета ржавчины обычно указывает на высокий уровень железа, лабораторные результаты часто показывают концентрацию железа ниже нормы.Причины этого могут быть связаны с различными формами железа в воде и с тем, как лаборатория анализирует оросительную воду.

Железо — распространенный металлический элемент, содержащийся в почве и горных породах земной коры. Когда вода просачивается через почву и коренные породы, она растворяет железосодержащие минералы, которые накапливаются в грунтовых водах. В анаэробных условиях в глубоких колодцах, скважинах или озерах/прудах, которые не циркулируют (циркулируют) быстро, железо находится в растворенной или растворимой форме. Растворенное железо называют двухвалентным железом и обозначают как Fe +2 .Вода, содержащая растворимое двухвалентное железо, имеет тенденцию быть прозрачной, но мутнеет на воздухе. По мере того как вода становится все более аэрированной, железо окисляется до менее растворимого трехвалентного состояния (Fe +3 ) и приобретает красно-коричневый цвет или цвет ржавчины. Часть или большая часть железа в конечном итоге выпадет в осадок из раствора в виде оксида железа (Fe 2 OH 3 ) и утонет или останется во взвешенном состоянии, оставив воду с красновато-коричневым оттенком.

pH воды также влияет на реакцию железа.Железо существует в растворенном двухвалентном состоянии в очень кислой воде и становится нерастворимым и выпадает в осадок в виде оксида железа, если рН воды увеличивается и становится менее кислой.

Поскольку аэрация и pH влияют на растворимость железа в поливной воде, неудивительно, что результаты лабораторных исследований могут быть несколько запутанными. Когда образец оросительной воды отправляется в лабораторию, вода часто фильтруется и анализируется без корректировки pH. Это имеет смысл, потому что вы хотите знать, что содержится в вашей воде и как это повлияет на почву и растения при их нормальном pH.Если ваш pH близок к нейтральному или щелочному, большая часть железа не будет находиться в растворенном состоянии и, следовательно, не будет обнаружена некоторыми типами аналитического оборудования. Однако при анализе воды в очень кислых условиях (pH <2,0) большая часть железа переходит в растворенную форму и обнаруживается с помощью аналитического оборудования.

В случае пробы красновато-коричневой воды, показанной на Рисунке 1 этой статьи (обозначенной LM-1), pH составлял 7,1, а содержание железа составляло <0,1 ppm (Таблица 1).Это значительно ниже верхнего предела содержания железа в 5 частей на миллион, предлагаемого в учебниках и в отчетах об испытаниях воды для орошения газонов. Когда вода в этом же образце не фильтровалась и не подкислялась до рН около 2,0 (согласно процедуре испытания питьевой воды Лаборатории сельскохозяйственных аналитических служб штата Пенсильвания на высокую мутность железа), концентрация железа составляла 48,5 частей на миллион, что значительно выше исходного уровня. сообщаемое значение.

Основываясь на этих результатах, мы подозреваем, что почти все железо в образце неподкисленной воды (pH 7.1) осаждался или суспендировался в виде оксида железа и, следовательно, не определялся процедурой и оборудованием, используемым для анализа оросительной воды. Подводя итог, если вы хотите узнать общее количество железа (растворенного и нерастворенного) в вашей поливной воде, обязательно обратитесь в лабораторию сельскохозяйственных аналитических служб штата Пенсильвания, чтобы узнать, могут ли они проанализировать образец в соответствии с тестом питьевой воды. процедура при повышенной мутности железа (нефильтрованная и подкисленная).

Таблица 1. Концентрации железа в результате двух методов анализа оросительной воды для двух разных проб оросительной воды.Первая процедура заключалась в пропускании каждого образца через фильтр с размером пор 1 мкм и анализе воды при существующем рН 7,1. Во второй процедуре воду не фильтровали, а непосредственно перед анализом подкисляли до pH примерно 2,0 с помощью 1% азотной кислоты (HNO 3 ).

Проба Процедура лабораторных испытаний Зарегистрированная концентрация железа (млн)
LM-1: вода цвета ржавчины Отфильтровано с размером частиц 1 мкм, не подкислено (pH 7.1) <0,1
LM-1: вода цвета ржавчины Нефильтрованный, подкисленный 1% HNO 3 * 48,5
CO-1: чистая бесцветная вода Отфильтровано с размером частиц 1 мкм, не подкислено (pH 7,1) 1,4
CO-1: чистая бесцветная вода Нефильтрованный, подкисленный 1% HNO 3 * 4,2

*Стандартная процедура отбора проб питьевой воды при мутности <1 нефелометрических единиц мутности

Проблемы, связанные с избытком железа в поливной воде

Хотя многие лаборатории считают содержание железа в поливной воде >5 ppm нежелательным, это не означает, что оно нанесет вред вашим растениям и почве. На самом деле проблемы с газоном и почвой из-за высокого содержания железа в воде возникают редко. Потенциальные проблемы из-за высокого содержания железа в поливной воде в основном связаны с окрашиванием бетонных поверхностей, закупоркой ирригационного оборудования и дренажной плитки, а также неприглядными отложениями материала цвета ржавчины на декоративных растениях. Высокие концентрации железа в воде бака опрыскивателя могут засорить сетки или форсунки и негативно повлиять на эффективность некоторых пестицидов. Если концентрации исключительно высоки, а насыщенная железом вода используется часто и постоянно, может возникнуть дефицит некоторых питательных веществ.

Рис. 2. Отложение насыщенного оксидом железа материала, извлеченного из частично засоренной дренажной плитки на поле для гольфа в западной Пенсильвании. Фото: Питер Ландсхут, Penn State

Другой распространенной проблемой, связанной с высокими концентрациями железа, является биообрастание. Биообрастание является результатом размножения бактерий в условиях низкого содержания кислорода или в анаэробных условиях. Вязкая бактериальная слизь может покрывать впускные сетки, снижать эффективность откачки и вызывать неприятные запахи.Биообрастание может быть связано со стоячими прудами и глубокими колодцами с низким уровнем кислорода.

Обработка оросительной воды, содержащей избыток железа, включает осаждение растворенного железа до того, как оно попадет в вашу оросительную систему. Этого можно добиться путем окисления железа с помощью аэрации, повышения pH вашего резервуара как минимум до 7,2 с помощью гашеной извести или путем пропускания воды через слой измельченного известняка. Иногда требуется фильтрация для предотвращения засорения ирригационного оборудования, если осажденное железо не оседает на дно резервуара и попадает в ирригационные линии.

Каталожные номера:

Дункан, Р.Р., Р.Н. Кэрроу и М.Т. Гек. 2009, Качество воды для орошения газонов и ландшафтов: оценка и управление. CRC Press, Тейлор и Фрэнсис Групп. 464 стр.

Обреза Т., Э. Хэнлон и М. Зекри. Решение проблем с железом и другими проблемами, связанными с микроорошением. ун-т публикации МФСА Флориды SL 265.

Зинати, Г. и X. Шуай. 2005. Управление содержанием железа в оросительной воде. Информационный бюллетень Rutgers Cooperative Research and Extension, FS516.

Хроническое отравление железом из питьевой дренажной воды со смертельным исходом для лошадей — Новости

В двух польдерах в Нидерландах у лошадей накопилось достаточно железа, чтобы страдать от хронического отравления. Эти животные в течение многих лет пили воду из дренажных канав с высоким содержанием железа, и накопление железа в их органах (гемохроматоз) в конечном итоге привело к печеночной недостаточности. С тех пор четыре лошади умерли из-за этого хронического отравления железом. До сих пор ученые не знали, что лошади могут страдать от отравления железом.
Больные лошади были обнаружены в стойлах в польдере Хорстермеер (муниципалитет Вийдемерен) и Oostelijke Binnenpolder (муниципалитет Штихтсте Фехт). Вода в этих дренажных канавах содержит в 9-149 раз больше допустимого уровня загрязнения железом питьевой воды для скота.

Проверить дренажную воду!
«К сожалению, нет доступного лечения для лошадей, страдающих от хронического отравления железом», — говорит Матийс Теелен, специалист по внутренним болезням Университетской клиники лошадей, входящей в состав факультета ветеринарной медицины Утрехтского университета.«Чтобы предотвратить больше случаев отравления железом, вам нужно проверить дренажную воду, прежде чем дать лошадям ее пить. Если концентрация железа в воде слишком высока, то канаву придется отгородить. Жители пострадавших польдеров должны быть проинформированы и принять меры для защиты своего скота. Эта проблема может затронуть и другие польдеры в Нидерландах, поэтому жизненно важно, чтобы люди, живущие там, были проинформированы о ситуации».

Необходимые анализы крови
Если владельцы подозревают, что их лошади подвержены риску или подвергались риску в прошлом, они должны связаться со своим ветеринаром, чтобы он или она могли взять образцы крови для проверки на повышенный уровень железа или признаки заболевания печени. Тогда специалист сможет поставить диагноз с помощью УЗИ печени и биопсии.

Естественные причины
Более высокие концентрации железа в воде, вероятно, связаны с естественными причинами. В низменных польдерных районах при осушении воды железо поднимается на поверхность из более глубоких слоев почвы. Со временем это приводит к повышению концентрации железа в поверхностных водах. Классические признаки загрязнения железом, такие как коричневато-оранжевая окраска, присутствуют не всегда, поэтому невооруженным глазом может быть невозможно определить, имеет ли вода в дренажной канаве чрезмерный уровень железа.

Загадочные болезни
Если лошади каждый день пьют воду с высокой концентрацией железа, то в конечном итоге железо будет накапливаться в организме, потому что лошади не могут выводить железо из своей системы. Если в их органах накапливается слишком много железа, то клетки погибают, что снижает функцию органов. Печень — это первый орган, который выходит из строя у лошади, что может даже привести к смерти. Вскрытие погибших лошадей показало накопление железа в печени, селезенке, легких, мозге и даже суставах.

Теелен был человеком, обнаружившим больных лошадей. «Они были серьезно больны, но оставалось загадкой, что их вызвало. После более подробных обследований и благодаря участию владельцев мы поняли, что они страдают от отравления железом, которое, как мы думали, не встречалось у лошадей до сих пор. Последовали исчерпывающие поиски источника загрязнения железом, и в конце концов мы сузили его до воды в дренажных канавах.”  

Дополнительная информация
Марике Вельдман, отдел коммуникаций, факультет ветеринарной медицины, Утрехтский университет, (030) 253 3430, [email protected]
или: Связи с прессой Утрехтского университета, (30) 253 3550, [email protected]

Чем больше железа в озерах, тем они коричневее, как показывают исследования — ScienceDaily

Концентрация железа в озерах увеличивается во многих частях северной Европы, включая Швецию. Это было показано в исследовании, в ходе которого исследователи Лундского университета в Швеции изучили данные за 23 года из 10 стран.Высокий уровень железа делает воду более коричневой; кроме того, железо связывает токсины окружающей среды, такие как свинец и мышьяк.

Исследование показывает значительные различия между Северной Америкой и Европой.

В то время как концентрация железа увеличилась почти в 4 из 10 исследованных озер в Европе, в Северной Америке соответствующий показатель меньше, чем в 1 из 10. В точных цифрах это 84 из 213 озер и водотоков в Европе и 11 из 127 в Северной Америке.

Исследование уникально, потому что оно изучает распространение железа в гораздо большей географической области, чем любое предыдущее исследование.В водоемах, в которых исследователи обнаружили значительное увеличение содержания железа, его концентрация возросла в среднем на 60 процентов. Среди 10 стран, включенных в исследование, наибольший прирост наблюдается в Скандинавии.

«Высокая концентрация железа может оказывать негативное влияние на целые экосистемы. Вместе с углеродными соединениями железо способствует тому, что озера становятся все более коричневыми. Железо также связывает экологические токсины, такие как свинец и мышьяк. Повышенная концентрация железа может привести к тому, что такие экологические токсины стать более мобильными в окружающей среде», — говорит Кэролайн Бьорнерос, докторант Лундского университета.

Исследователи изучили ряды данных программ мониторинга окружающей среды в 10 разных странах Европы и Северной Америки. У них был доступ к данным с 1990 по 2013 год, и они изучили концентрацию железа в 340 озерах и водотоках.

Каролин Бьорнерос руководила исследованием в сотрудничестве с коллегами из Швеции, Норвегии, Финляндии, Эстонии, Латвии, Германии, Чехии, Великобритании, США и Канады.

«Мы сосредоточились на том, чтобы определить, где и в какой степени произошло увеличение, а не на том, почему.Это будет нашим фокусом, когда мы продолжим нашу работу», — говорит она.

Однако она выделяет определенные факторы, которые, вероятно, способствовали высокой концентрации железа. Изменение климата с повышением температуры, увеличением количества осадков и удлинением вегетационного периода является одним из них; распространение хвойных лесов — другое. На участках с большим количеством ели концентрация железа увеличивается значительно сильнее, чем на участках с преобладанием других типов леса и растительности.

«Мы считаем, что землепользование в водосборных бассейнах в значительной степени влияет на количество железа, попадающего в воду», — говорит Каролин Бьорнерос.«Региональные различия в осадках, температуре и землепользовании могут объяснить основные различия между Европой и Северной Америкой, но это нельзя сказать с уверенностью».

Результаты подтверждают несколько небольших исследований, которые были проведены.

Источник истории:

Материалы предоставлены Лундским университетом . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

границ | Как рис защищает от избытка железа?: физиологические и молекулярные механизмы

Введение

Получение железа рисом

Железо (Fe) представляет собой переходный металл, необходимый для выживания практически всех живых организмов.В растениях Fe участвует в нескольких важных метаболических процессах, таких как фотосинтез, развитие хлоропластов, биосинтез хлорофилла, перенос электронов и окислительно-восстановительные реакции (Marschner, 1995). Злаковые растения, в том числе рис, усваивают Fe из почвы методом комплексообразования (стратегия II) (Römheld, Marschner, 1986). Райс синтезирует хелатор Fe 2′-дезоксимугиновую кислоту (DMA), фитосидерофор семейства мугиновых кислот (MA) (Takagi, 1976), и секретирует его в ризосферу через переносчик MA (TOM1) (Nozoye et al. ., 2011). Секретируемые ДМА хелатируют и солюбилизируют нерастворимое железо (III) в ризосфере с образованием комплексов Fe (III)-ДМА. Эти комплексы Fe переносятся в клетки корня транспортерами желтой полосы 1 (YS1) и желтой полосой (YSL), OsYSL15 (Curie et al., 2001; Inoue et al., 2009). Рис обычно выращивают на затопленных рисовых полях, где много легкорастворимого иона двухвалентного железа (Fe 2+ ). В таких условиях, в отличие от других злаковых растений, рис напрямую поглощает ионы двухвалентного железа через регулируемый железом переносчик 1 и 2 ( OsIRT1 и OsIRT2 ) (Ishimaru et al., 2006) вместе с поглощением Fe на основе фитосидерофоров.

Токсичность железа и его повреждение рисовым растениям

Ионы Fe 2+ в изобилии присутствуют на рисовых полях, и их поглощение корнями риса вызывает сильную токсичность Fe. Ризосфера кислых сульфатных почв с рН менее 5 содержит огромное количество Fe 2+ около 10–2000 мг/кг −1 (da Silveira et al., 2007). Ионы Fe 2+ хорошо растворимы в воде ( Ksp = [Fe 2+ ] [OH ] 2 = 8 × 10 -16 ) по сравнению с ионами трехвалентного железа (9 Fe 3 ) + ) ( Ksp = [Fe 3+ ] [OH ] 3 = 1 × 10 -36 ) при 25°С (Stumm and Lee, 1961). Так, ионы Fe 3+ просто растворяются в воде (~1 × 10 -9 моль л -1 при pH 5), в то время как ионы Fe 2+ могут хорошо растворяться (~800 моль л -1 ). при рН 5). Следовательно, в нем говорится, что все ионы Fe 2+ , которые существуют в почве, могут быть растворимы при низком pH (pH 5 или ниже). Среди типов почв токсичность железа вызывают в основном кислые сульфатные почвы, кислые глинистые почвы и торфяные почвы (Becker and Asch, 2005). Кислые почвы занимают приблизительно 3 950 миллионов гектаров или 30 % всей суши, что составляет более 50 % потенциально пахотных земель (von Uexküll and Mutert, 1995).Таким образом, токсичность Fe является одним из основных факторов, определяющих урожайность и качество сельскохозяйственных культур, особенно в Китае, Индии и Юго-Восточной Азии (NRCS, 2005; Mahender et al., 2019), в Западной и Центральной Африке (Gridley et al., 2006). и Бразилии (Crestani et al., 2009).

Избыток железа в растениях вызывает повреждение тканей и нарушает клеточный гомеостаз. Последовательные эффекты токсичности Fe на растениях риса показаны на рисунке 1. Токсичность железа ингибирует деление клеток и удлинение первичных корней, а затем рост боковых корней (Li et al., 2015). Высокое поглощение Fe корнями и его транспорт в листья по ксилеме через поток транспирации приводит к клеточной перегрузке Fe в тканях растений (Briat, Lobréaux, 1997).

Рисунок 1 Сокращение количества железа в затопленных почвах с низким pH и влияние токсичности Fe на растения риса. В затопленных почвах с анаэробными условиями и низким pH ион железа (Fe 3+ ) восстанавливается до более растворимого иона железа (Fe 2+ ). Избыток ионов двухвалентного железа поглощается корнями и транспортируется по ксилеме к листьям, вызывая перегрузку Fe в тканях растений.Избыточное накопление железа в тканях растений вызывает перепроизводство АФК по реакции Фентона. Они повреждают клеточные структуры, мембраны, ДНК и белки и нарушают физиологические процессы. Токсичность Fe вызывает симптомы бронзирования листьев с последующей потерей урожая риса или полным гибелью урожая. Fe 3+ , малорастворимый ион трехвалентного железа; Fe 2+ , растворимый ион двухвалентного железа; АФК, активные формы кислорода. Красные стрелки: поглощение и транспорт Fe рисом; Желтая стрелка: ризосферное окисление Fe 2+ в Fe 3+ за счет переноса кислорода от побега к корню, что приводит к образованию бляшек Fe на поверхности корня.

Свободные ионы железа, вызванные избытком железа, имеют высокое сродство к связыванию с кислородом, что приводит к высокому напряжению кислорода и избыточному накоплению железа в тканях растений. У растений растворимость Fe варьирует в разных клеточных компартментах, и их pH является одним из влиятельных факторов. Например, в типичном ксилемном соке при pH 5,5 (Ariga et al., 2014) растворимость Fe 3+ составляет ~3 × 10 -10 моль л -1 , а растворимость Fe 2+ составляет ~80 моль л -1 ; в апопласте при рН 6 (Geilfus, 2017) растворимость Fe 3+ составляет ~1 × 10 -12 моль л -1 , а Fe 2+ — ~8 моль л — 1 ; в цитозоле при pH 8 (Martinière et al. , 2013), растворимость Fe 3+ составляет 1 × 10 -18 моль л -1 , а Fe 2+ ~8 × 10 -4 моль л -1 . Ионы Fe 2+ могут быть окислены до ионов Fe 3+ , а затем эти ионы Fe 3+ могут легко осаждаться в большинстве тканей растений, где они становятся иммобилизованными, менее реактивными и, следовательно, менее токсичными для клеток. . С другой стороны, ионы Fe 2+ существуют в виде хорошо растворимой и реакционноспособной формы в тканях растений с перегрузкой Fe, и даже многочисленные ионы Fe 2+ могут существовать в цитозоле в свободной форме, если не проводить хелатирование или изоляцию. , вызывая токсические реакции, такие как реакция Фентона.Реакция Фентона вызывает перепроизводство активных форм кислорода (АФК), особенно цитотоксического гидроксильного радикала ( OH) (Becana et al., 1998; Thongbai and Goodman, 2000). Токсичность Fe для растений нарушает фотосистему II и повышает содержание цитохрома b6/f в тилакоидах, снижая скорость фотосинтеза и ускоряя выработку кислорода (Suh et al. , 2002). Перегрузка Fe в хлоропластах приводит к окислительному повреждению, вызванному АФК (Balk, Schaedler, 2014). Это приводит к необратимому повреждению клеточных структур, мембран, ДНК и белков (Briat et al., 1995; Штейн и др., 2009а). Избыток железа в клетках нарушает биологические процессы и приводит к явлениям бронзирования листьев в результате гибели клеток. Пожелтение листьев, вызванное токсичностью Fe, тесно связано с потерей урожая (Wu et al., 2014).

В этом обзоре мы обобщаем недавний прогресс в изучении физиологических и молекулярных механизмов токсичности железа в рисе, а также стратегии поддержания гомеостаза железа.

Механизмы физиологической и молекулярной защиты от токсичности Fe

Рис реагирует на токсичность Fe с помощью четырех защитных механизмов (защита 1, 2, 3 и 4).Модель механизмов толерантности к избытку Fe показана на рисунке 2.

Рисунок 2 Гипотетическая модель четырех механизмов защиты риса от избытка Fe. Защита 1: толерантность к избытку железа за счет исключения железа из корней. Защита 2: толерантность к избытку Fe за счет удержания Fe в корнях и предотвращения переноса Fe в побеги. Защита 3: толерантность к избытку железа за счет компартментализации железа в побеге. Защита 4: толерантность к избытку Fe путем детоксикации АФК в растении. DC, Дискриминационный центр; НА, никотинамин.Красные буквы, сильно индуцированные гены; Синие буквы, сильно подавленные гены. Этот рисунок изменен по сравнению с дополнительным рисунком Aung et al., 2018b. Изображение ферритина было предоставлено доктором Дэвидом С. Гудселлом (Исследовательский институт Скриппса, Ла-Хойя, Калифорния) и RCSB PDB.

Защита 1 (исключение железа из корней)

В условиях избытка железа растения риса используют защитный механизм исключения железа, основанный на корнях толерантный механизм за счет ингибирования поглощения железа корнями. Ризосферное окисление Fe 2+ в Fe 3+ за счет переноса кислорода от побегов к корням приводит к образованию бляшек Fe на поверхности корней за счет осаждения Fe 3+ , которые действуют как барьер для поглощения избыток Fe 2+ в ткани корня (Becker and Asch, 2005). Толерантный генотип с исключением Fe может демонстрировать высокое образование железистых бляшек на поверхности корня (Mahender et al., 2019). Наряду с большим диаметром сердцевинной полости побегов генотип с Fe-исключателем обладает высокой окислительной способностью корней за счет увеличения объема аэренхимы и количества боковых корней, что способствует внутреннему движению кислорода (Wu et al., 2014). Поступление кремния смягчает воздействие токсичности железа на рис за счет уменьшения поглощения железа (Ma and Takahashi, 1990). Кроме того, его поступление может усилить каспариевые полосы в эпидермисе корней, которые служат диффузионным барьером и препятствуют поступлению Fe в корни при избытке Fe (Hinrichs et al., 2017; Беккер и др., 2020). Таким образом, генотипы риса с повышенной способностью исключать Fe, такой как высокая способность к окислению корней, крупная аэренхима, несколько боковых корней и сильные каспариевые полосы, могут превосходить устойчивость к избытку Fe.

Анализ микрочипов показал, что экспрессия генов, связанных с поглощением и транспортом Fe, таких как OsIRT1 , OsIRT2 , OsYSL2 , OsYSL15 и Os2NRAMP1, сильно подавлена ​​в корнях от умеренного до высокого уровня избытка Fe (Aung et al. , 2018б). высокий уровень избытка железа (Quinet et al., 2012) или очень высокий уровень железа (Finatto et al., 2015), что позволяет предположить, что рис предотвращает поглощение и перенос железа в условиях избыточного стресса. Более того, экспрессия генов, участвующих в биосинтезе МА, таких как OsNAS1 , OsNAS2 , OsNAAT1 и OsDMAS1 , сильно подавлена ​​в корнях, что свидетельствует о том, что растения ограничивают высвобождение ДМА в ризосферу при избытке. Fe (Аунг и др., 2018b). Таким образом, рис использует защиту от исключения 1 Fe, чтобы предотвратить поглощение Fe корнями в условиях избытка Fe (рис. 2).

Роль HRZ в толерантности к избытку Fe (в Defense 1)

HRZ, гемеритриновый мотив, содержащий действительно интересный новый ген и белок с цинковыми пальцами, является одним из ключевых регуляторов гомеостаза Fe. Кобаяши и др. (2013) идентифицировали две Fe-связывающие убиквитинлигазы, OsHRZ1 и OsHRZ2 , которые негативно регулируют реакцию дефицита Fe у риса. HRZ -knockdown линии риса гиперчувствительны к токсичности железа, демонстрируя серьезные дефекты роста и бронзовость листьев, поскольку даже в условиях умеренного избытка железа (Aung et al., 2018а). Кроме того, нарушение HRZ вызывает 5-10-кратное гипернакопление Fe в листьях и экспрессию генов, связанных с поглощением и транспортом Fe, включая OsIRT1 , OsYSL2 , OsYSL15 , TOM1 , 91208 OsNAS. , OsNAS2 и OsIRO2 сильно повышен в корнях нокдаун-риса, подвергшегося стрессу избытка железа (Aung et al., 2018a). Следовательно, HRZ является важным белком для защиты растительных клеток от токсичности железа и поддержания гомеостаза железа в растениях при избытке железа путем подавления генов, участвующих в поглощении и перемещении железа (Aung et al., 2018а, рис. 2).

Интересно, что экспрессия HRZ сильно индуцируется в ответ на дефицит Fe (Kobayashi et al., 2013). Однако в этом состоянии сильно индуцируются несколько генов поглощения Fe. Эти результаты свидетельствуют о том, что механизм поглощения железа растениями должен строго регулироваться, и, таким образом, HRZ готов регулировать гены поглощения железа в условиях дефицита железа. Гемеритриновые домены HRZs, а также его гомолога BRUTUS (BTS) в Arabidopsis (Selote et al., 2015; Hindt et al., 2017), преимущественно связаны с Fe и цинком (Zn) (Kobayashi et al., 2013), а прямое связывание Fe с ключевыми регуляторами, включая HRZ или BTS, может быть ответственным за внутриклеточное восприятие Fe и сигнальные события (Kobayashi, 2019). Таким образом, вполне возможно, что HRZ может играть важную роль в качестве сенсора связывания Fe в самой ранней системе реагирования на избыток Fe.

Помимо защиты 1 в корнях, HRZ могут играть дополнительные роли в других тканях или органах в условиях избытка Fe.Желательны дальнейшие исследования, чтобы прояснить правила, опосредованные HRZ, в других средствах защиты.

Защита 2 (Удержание Fe в корнях и подавление переноса Fe в побеги)

Рис может удерживать Fe в тканях корней и уменьшать перенос Fe из корней в побеги (Tadano, 1975), чтобы избежать избыточного накопления Fe в листьях и поддерживать гомеостаз (Беккер и Аш, 2005; да Силвейра и др. , 2007). В Fe-токсичном полевом эксперименте толерантный генотип (EPAGRI 108) сохраняет более высокую концентрацию Fe в корневом симпласте (7 мг/г -1 сухого веса) по сравнению с чувствительным генотипом (BR IRGA 409 с 1.93 мг г −1 сухой массы) (Stein et al., 2014). Кроме того, толерантный генотип осаждает примерно 94% Fe в своем корневом апопласте при избытке Fe. Таким образом, толерантные генотипы, скорее всего, справятся с повышенной внутриклеточной и апопластной концентрацией Fe в корнях. Следовательно, защита надземных частей от чрезмерной перегрузки железом имеет решающее значение для определения уровня толерантности растений.

У злаковых растений различные металлы, поглощаемые корнями, накапливаются в дискриминационном центре (ДЦ) в базальной части побега, а ДК регулирует распределение минералов в другие части растения (Mori, 1998).Защита побегов, особенно самых молодых листьев, от токсичности Fe важна для выживания растений риса, а ДК преимущественно переносит Fe к старым листьям, а не к новым (Aung et al. , 2018b). Следовательно, DC может играть важную роль в распределении Fe в надземных частях растений, а также выступать в качестве барьера для переноса избыточного Fe от корней к побегам. Кроме того, гены, связанные с транспортом Fe, такие как OsIRT1 , OsYSL2 , OsTOM1 , OsNRAMP1 и OsYSL15 , вероятно, сильно подавлены в DC, как и в корнях при избытке Fe, что позволяет предположить, что эти гены, вероятно, меньше распределяются в ДК. Fe к побегам, вместо этого сохраняя Fe в корнях и DC (рис. 2).

Защита 3 (компартментализация Fe в побегах)

Когда системы защиты 1 и защиты 2 недостаточны, растения могут допускать транспорт Fe из корней через DC для последующего предотвращения токсичности Fe за счет компартментализации, удаления или хранения Fe внутри побегов. Фактически, некоторые толерантные генотипы накапливают больше Fe в надземных побегах, что поддерживает здоровый рост побегов (Onaga et al., 2013). Индонезийские генотипы риса, такие как Siam Saba, Mahsuri, Margasari и Pokkali, как сообщается, проявляют устойчивость к побегам, о чем свидетельствует высокая концентрация железа в побегах, сниженная бронзовость листьев и высокая урожайность зерна (Nugraha et al. , 2016).

Примечательно, что концентрация Fe в корнях увеличилась в девять раз при обработке с 20-кратным избытком Fe, а затем достигла постоянного значения при обработке с более высоким содержанием Fe (Aung et al., 2018b). Напротив, концентрация в побегах увеличивалась пропорционально уровню избытка Fe. Следовательно, рис способен удерживать ограниченное количество железа в тканях корней. При уровне железа выше, чем тот, с которым может справиться защита 2, рис перемещает избыток железа от корней к побегам. Интересно, что чем выше уровень избытка Fe, тем больше Fe предпочтительно перемещалось в старые листья, которые раньше показывали бронзовость, чем новые листья.Транспортер оттока цитрата, OsFRDL1 , необходим для транслокации Fe от корней к побегам, а его экспрессия в узлах необходима для распределения Fe в зернах риса (Yokosho et al., 2016). Экспрессия OsFRDL1 и его гомолога OsFRDL2 повышается в корнях и DC при высоких уровнях Fe по данным микрочипового анализа (Aung et al. , 2018b). Таким образом, OsFRDL1 и 2 могут играть важную роль в делении Fe в DC при избытке Fe, предположительно для распределения Fe в старых листьях, а не в новых листьях.Чтобы предотвратить опосредованное избытком железа повреждение новых листьев, растения риса могут иметь механизм распределения избытка железа между старыми листьями, чтобы предотвратить повреждение самых новых листьев.

Роль ферритина и

OsVIT2 в толерантности к избытку Fe (в защите 2 и 3)

Ионы Fe 2+ , попав в клетки, могут быть связаны с белками или храниться в клеточных компартментах, таких как ферритины и вакуоли . Ферритин представляет собой повсеместно распространенный запасной белок Fe, который содержит до 4000 атомов Fe в комплексе (Theil, 2003).Гены ферритина транскрипционно индуцируются в ответ на избыток железа как у однодольных, так и у двудольных растений (Stein et al., 2009b; Briat et al., 2010). Согласно анализу микрочипов, гены ферритина риса, OsFER1 и OsFER2 , сильно активируются в корнях и побегах при избыточной обработке железом (Quinet et al. , 2012; Finatto et al., 2015; Aung et al., 2018b). . Таким образом, избыток Fe выделяется в ферритин в безопасной и биодоступной форме с помощью OsFER1 и OsFER2 в ответ на перегрузку Fe как часть защитного механизма (Briat and Lobréaux, 1997; Silveira et al., 2009).

Вакуоли являются важными клеточными органеллами для выделения железа с целью предотвращения клеточной токсичности. Вакуолярные транспортеры Fe, OsVIT1 и OsVIT2 , отвечают за секвестрацию Fe в вакуоли через тонопласт (Zhang et al., 2012). OsVIT1 менее чувствителен к содержанию Fe (Zhang et al., 2012), и его экспрессия подавлена ​​во всех тканях, в основном в корнях (Aung et al., 2018b). С другой стороны, OsVIT2 очень чувствителен к содержанию Fe (Zhang et al., 2012), и его экспрессия сильно повышается во всех тканях, подверженных избытку Fe (Quinet et al., 2012; Finatto et al., 2015; Aung et al., 2018b). Таким образом, OsVIT2 может иметь важное значение для секвестрации избыточного Fe в вакуоли в нетоксичной форме.

При защите 2 и 3 растения допускают внутреннее распределение Fe или секвестрацию Fe в корнях и побегах. Для детоксикации избытка Fe в других компартментах или тканях растения переводят избыток Fe в нетоксичную форму путем накопления в ферритине и/или удаления его в вакуоли через OsVIT2 , или путем исключения из симпласта и оттока в апопласт (рис. 2).

Роль

OsNAS3 в устойчивости к избытку Fe (в защите 2 и 3)

Никотианамин (NA) является основным хелатором катионов металлов в высших растениях. Это хелатное соединение, участвующее в транспорте железа в организме растения. Среди трех генов синтазы NA у риса OsNAS1 и OsNAS2 участвуют в реакции дефицита Fe (Inoue et al., 2003). С другой стороны, экспрессия OsNAS3 сильно индуцируется в ответ на избыток Fe в различных тканях, включая корень, DC, стебель, а также старые и самые новые листья (Aung et al., 2018б). Кроме того, экспрессия генов, связанных с метиониновым циклом, не полностью подавлена ​​в корнях с избытком Fe и других тканях. Таким образом, считается, что метиониновый цикл работает и при избытке Fe при производстве NA наряду с OsNAS3 ( Рисунок 2 ) .

Анализ Promoter- GUS (β-глюкуронидаза) выявил высокий уровень экспрессии OsNAS3 в сосудистом пучке, эпидермисе и экзодерме корня, стебля и старого листа при избытке Fe (Aung et al., 2019). Кроме того, разрушение OsNAS3 нокаутом Т-ДНК повышает чувствительность к избытку Fe, замедляет рост, вызывает сильное бронзирование листьев и способствует накоплению Fe в листьях. Эти результаты доказывают, что OsNAS3 имеет решающее значение для снижения избытка железа. NA, синтезированный OsNAS3 , способствует хелатированию избытка Fe в корнях и побегах, после чего он может храниться как безопасная форма, поскольку хелат Fe с NA не вызывает реакции Фентона. Он также может защитить фотосинтез и потерю воды листьями во время стресса избытка железа.NA участвует в Fe-буферизации для поддержания гомеостаза Fe при избытке Fe (Pich et al. , 2001) и играет роль в очистке Fe и защите клеток от окислительного повреждения (von Wirén et al., 1999). Таким образом, предполагается, что NA, синтезированная с помощью OsNAS3 , хелатирует избыток Fe и способствует эффективной транслокации и секвестрации Fe, демонстрируя свою важную роль в смягчении избытка Fe в защитных механизмах 2 и 3, а также в толерантности к избытку Fe у риса.

Защита 4 (Детоксикация АФК)

Четвертый защитный механизм – это включение Fe с толерантностью к клеточной перегрузке Fe и повреждению листьев, которое опосредовано ферментативной детоксикацией в симпласте (Becker and Asch, 2005; Stein et al., 2009a), удаление АФК антиоксидантами (например, аскорбиновой кислотой и восстановленным глутатионом) (Fang et al., 2001; Gallie, 2013) и защита от повреждения АФК действием антиоксидантных ферментов (например, супероксиддисмутазы, пероксидазы, и каталаза) (Bode et al., 1995; Fang and Kao, 2000). Культивирование с различной интенсивностью избытка Fe и анализы микрочипов показали, что молекулярный защитный механизм защиты 1, 2 и 3 работает в условиях избытка Fe от умеренных до умеренных, которые пока серьезно не влияют на рост риса. Тем не менее, гены способствуют защите 4 на молекулярном уровне в очень тяжелых условиях избытка Fe, что вызывает сильное бронзирование листьев и заметно замедляет рост растений (Aung et al., 2018b).

При сильном избытке Fe растения индуцируют экспрессию генов, связанных с окислительным стрессом, переносом кислорода и электронов, а также генов, кодирующих белки семейства цитохромов P450 (Quinet et al., 2012; Aung et al., 2018b), или факторов транскрипции, связанных с к гибели клеток и реакциям на стресс ( OsNAC4 , OsNAC5 и OsNAC6 ) (Finatto et al., 2015; Аунг и др., 2018b). для смягчения повреждений, вызванных избытком Fe-индуцированных АФК и других абиотических стрессов, вызванных избытком Fe.

Ли и др. (2019) сообщили, что S-нитрозоглутатионредуктаза (GSNOR) повышает устойчивость корней к токсичности Fe путем ингибирования Fe-зависимой нитрозативной и окислительной цитотоксичности в растениях посредством пути оксида азота. В Arabidopsis нокаутные мутанты демонстрируют дефект роста корней в присутствии высокого содержания Fe (250 мкМ), демонстрируя, что GSNOR важен для устойчивости корней к токсичности Fe. Затем факторы транскрипции WRKY являются важными надсемействами и ключевыми регуляторами нескольких процессов, связанных с устойчивостью растений к многочисленным абиотическим и биотическим стрессам. Большинство генов WRKYs имеют решающее значение в одновременной регуляции различных контрастных стрессов, а также участвуют в механизме защиты АФК от различных стрессов, включая стресс избытка железа (рис. 2).

Возможная рабочая модель четырех защит

Учитывая роль каждого защитного механизма от избытка Fe, гипотеза представлена ​​в модели, показанной на рисунке 2.Всякий раз, когда растение подвергается избыточному стрессу Fe, защита 1 (исключение Fe) работает, чтобы ингибировать поглощение Fe корнями путем подавления генов поглощения Fe. Эта защита может хорошо защитить растение в условиях слабой токсичности железа. Когда избыток Fe становится более сильным, защита 1 может больше не предотвращать чрезмерное поглощение Fe корнями, потому что некоторые переносчики металлов одновременно поглощают Fe в процессе поглощения других необходимых металлов, таких как Zn, медь (Cu) или марганец (Mn). ). В таких условиях защита 2 (удержание Fe в корнях и подавление транслокации Fe в побеги) работает за счет накопления Fe в нетоксичной форме в защитных отделах корней, что приводит к увеличению концентрации Fe в корнях, а также препятствует корневой to-shoot транслокация Fe путем подавления родственных генов.Вполне вероятно, что защитные механизмы 1 и 2 конститутивно активны, начиная с момента появления визуального повреждения листьев и на протяжении всего стресса от низкого до сильного избытка железа.

Когда защиты 2 недостаточно для секвестрации избытка железа в тканях корня, избыток железа перемещается от корня к побегу. В этом случае защита 3 (компартментализация Fe в побегах) начинает выполнять функции хелатирования, изоляции и/или секвестрации избыточного Fe в безопасной форме в побегах, что приводит к увеличению концентрации Fe в побегах.Наконец, когда свободное двухвалентное железо не может быть полностью изолировано в безопасной форме в суровых условиях содержания железа, оно в значительной степени накапливается в цитозоле и вызывает реакцию Фентона, которая вызывает стресс АФК. В этом состоянии соответствующие гены защиты 4 (детоксикация АФК) индуцируются для смягчения стресса АФК у растений. В целом, эти четыре защитных механизма могут работать совместно и последовательно для детоксикации железа в рисе в зависимости от степени прогрессирования избытка железа.

Будущие перспективы для культур, устойчивых к избытку железа

Реакция генов и механизм регуляции токсичности железа в растениях

В нашем понимании механизмов защиты растений от избытка железа и толерантности достигнут прогресс.Реакция на дефицит Fe и сеть его регуляции в растениях хорошо изучены и широко изучены (Kobayashi et al., 2019). Однако сигнальный фактор избытка Fe, факторы транскрипции и регуляторные гены, сохраняющиеся в молекулярном механизме реакции на токсичность Fe, еще недостаточно идентифицированы. Некоторые гены, участвующие в системе защиты, могут начать работать после получения прямого сигнала избытка железа, опосредованного АФК. Кроме того, опосредованная HRZ регуляция генов, связанных с гомеостазом Fe, имеет решающее значение при избытке Fe, как описано выше. Но другие мощные регуляторы и гены, участвующие в пути реагирования на избыток железа, все еще в значительной степени неизвестны.

Виана и др. (2017) сообщили, что цис -регуляторные элементы, участвующие в реакциях на абиотические стрессы, такие как путь света и салициловой кислоты, участвуют в молекулярной передаче сигналов, участвующих в ответе на избыток Fe. Тем не менее, анализ промоторов функциональных цис -действующих элементов для ядра риса, реагирующего на избыток Fe, все еще необходимо определить.Некоторые факторы транскрипции bHLH играют важную роль в гомеостазе Fe у растений. OsIRO3 (OsbHLH063) действует как негативный регулятор реакции дефицита Fe у риса (Zheng et al., 2010), а также участвует в передаче сигнала от побегов к корням, что важно для предотвращения токсичности Fe у растений (Wang et al., 2020). Более того, некоторые транскрипционные факторы WRKY также могут участвовать в гомеостазе Fe у растений. Рикаченевский и соавт. (2010) впервые сообщили об индуцированном избытком железа транскрипционном факторе OsWRKY80 у риса, который также регулируется индуцированным темнотой старением и стрессом от засухи. В этом исследовании уровень транскрипта OsWRKY80 увеличился до трех раз в корнях и побегах после 9 дней избытка Fe. Кроме того, анализ микрочипов выявил 19 активированных WRKY в рисе с избытком Fe (Finatto et al., 2015). Затем OsWRKY55-подобный , OsWRKY46 , OsWRKY64 и OsWRKY113 активируются в чувствительном к Fe генотипе, а VsWRKY55-подобный может быть задействован в ранней реакции на стресс (10209). ). Принимая во внимание эти результаты, некоторые гены WRKY могут также участвовать в защитных механизмах 1, 2 и 3 в дополнение к защите 4 (рис. 2).Следовательно, факторы транскрипции, такие как некоторые bHLH и WRKY, могут участвовать в механизме реакции растений на избыток железа. Для выявления их специфической роли в избытке Fe необходимы дальнейшие комплексные исследования. Таким образом, изучение -цис--действующих элементов, факторов транскрипции, других мощных регуляторов и генов-кандидатов, реагирующих на избыток железа, становится предпосылкой для более глубокого понимания механизма реакции на избыток железа и создания сортов риса, устойчивых к токсичности железа.

Создание устойчивого к избытку Fe риса

через Молекулярная селекция

На основе толерантных линий риса, отобранных путем скрининга, введение целевых генов в толерантные генотипы повысит устойчивость к токсичному стрессу Fe. Как описано выше, ранее обнаруженные и новые гены-кандидаты, кодирующие ферритин, VIT, NAS3, HRZ, GSNOR и WRKYs, могут способствовать устойчивости растений к избытку Fe. В дополнение к этим генам существует ряд генов, связанных с реакцией на избыток Fe; например, сверхэкспрессия переносчика Fe Arabidopsis , AtNramp1 , приводит к устойчивости к токсичности Fe (Curie et al., 2000). Использование этих многообещающих генов-мишеней и/или других генов-кандидатов, связанных с гомеостазом Fe, в подходах к молекулярной селекции, таких как селекция с помощью маркеров, методы трансформации или редактирования генома, будет способствовать развитию генотипов, которые хорошо адаптированы к токсичности Fe и способствуют повышению урожайности риса на очагах почв с избытком Fe. Кроме того, гены, реагирующие на избыток Fe, потенциально могут решить глобальную проблему биообогащения Fe в зерне (Masuda et al., 2020).

Заключение

Понимание молекулярных механизмов толерантности риса к избытку Fe необходимо для развития сорта. Наблюдается прогресс в открытии генов-кандидатов, участвующих в физиологической и молекулярной реакции риса на избыток Fe, и становится ясной их роль в гомеостазе Fe, детоксикации Fe и толерантности к избытку Fe. Эти гены могут быть многообещающими мишенями генетических ресурсов для выведения генотипов риса с повышенной толерантностью к токсичности Fe путем селекции и для повышения урожайности риса в регионах, подверженных токсичности Fe, для удовлетворения потребности в пище растущего населения.

Вклад авторов

MSA и HM разработали и написали рукопись. MSA руководил написанием рукописи. HM отредактировал и улучшил рукопись.

Финансирование

Эта публикация была поддержана грантом для молодых ученых (B) (грант № 18K14367) от Японского общества содействия развитию науки, JSPS KAKENHI (для MSA).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

Арига Т., Хазама К., Янагисава С., Йонеяма Т. (2014). Химические формы железа в ксилемном соке злаковых и незлаковых растений. Почвоведение. Растительная нутр. 60, 460–469. doi: 10.1080/00380768.2014.922406

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аунг М.С., Кобаяши Т., Масуда Х., Нисидзава Н.К. (2018a). Убиквитинлигазы риса HRZ имеют решающее значение для ответа на избыток железа. Физиол. Завод 163, 282–296.doi: 10.1111/ppl.12698

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аунг М.С., Масуда Х., Кобаяши Т., Нисидзава Н.К. (2018b). Физиологический и транскриптомный анализ ответов на различные уровни стресса избытка железа в различных тканях риса. Почвоведение. Растительная нутр. 64, 370–385. doi: 10.1080/00380768.2018.1443754

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аунг М.С., Масуда Х., Нозое Т., Кобаяши Т., Чон Дж.-С., Ан Г. и др.(2019). Синтез никотианамина с помощью OsNAS3 важен для смягчения избыточного стресса железа у риса. Фронт. Растениевод. 10, 660. doi: 10.3389/fpls.2019.00660

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Бекана, М., Моран, Дж. Ф., Итурбе-Ормаече, И. (1998). Железозависимая генерация свободных радикалов кислорода в растениях, подвергающихся экологическому стрессу: токсичность и антиоксидантная защита. Почва для растений 201, 137–147. doi: 10.1023/A:1004375732137

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Беккер, М., Аш, Ф. (2005). Токсичность железа в рисе — условия и концепции управления. J. Питательные вещества для растений. Почвовед. 168, 558–573. doi: 10.1002/(ISSN)1522-2624

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Беккер М. , Нго Н. С., Шенк М. К. А. (2020). Кремний снижает поглощение железа рисом и индуцирует гены, связанные с гомеостазом железа. науч. Rep. 10, 5079. doi: 10.1038/s41598-020-61718-4

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Боде, К., Деринг О., Лютье С., Нойе Х.У., Беттгер М. (1995). Роль активного кислорода в устойчивости риса к железу ( Oryza sativa L.). Протоплазма 184, 249–255. doi: 10.1007/BF01276928

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Briat, JF, Lobréaux, S. (1997). Транспорт и хранение железа в растениях. Trends Plant Sci. 2, 187–193. doi: 10.1016/S1360-1385(97)85225-9

CrossRef Full Text | Google Scholar

Briat, J. F., Fobis-Loisy, I., Grignon, N., Lobréaux, S., Pascal, N., Savino, G., et al. (1995). Клеточные и молекулярные аспекты метаболизма железа в растениях. биол. Клетка. 84, 69–81. doi: 10.1016/0248-4900(96)81320-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Briat, J. F., Ravet, K., Arnaud, N., Duc, C., Boucherez, J., Touraine, B., et al. (2010). Новое понимание синтеза и функции ферритина подчеркивает связь между гомеостазом железа и окислительным стрессом в растениях. Энн. Бот. 105, 811–822.doi: 10.1093/aob/mcp128

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Крестани М., да Силва Дж. А. Г., да Соуза В. К., Хартвиг ​​И., Луче Х. С., де Соуза Р. О. и др. (2009). Характеристики генотипа орошаемого риса при избыточном стрессе железа в гидропонной культуре. Порода сельскохозяйственных культур. заявл. Биотехнолог. 9, 87–95. doi: 10.12702/1984-7033.v09n01a12

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кюри, К., Алонсо, Дж. М., Ле Жан, М., Экер, Дж. Р., Бриат, Дж. Ф. (2000). Участие NRAMP1 из Arabidopsis thaliana в транспорте железа. Биохим. Дж. 347, 749–755. doi: 10.1042/bj3470749

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Curie, C. , Panaviene, Z., Loulergue, C., Dellaporta, S.L., Briat, J.F., Walker, E.L. (2001). Желтая полоса1 кукурузы кодирует мембранный белок, непосредственно участвующий в поглощении Fe(III). Природа. 409, 346–349. doi: 10.1038/35053080

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

да Силвейра, В.C., de Oliveira, A.P., Sperotto, R.A., Espindola, L.S., Amaral, L., Dias, J.F., et al. (2007). Влияние железа на минеральный статус двух сортов риса ( Oryza sativa L.). Браз. J. Физиол растений. 19, 127–139. doi: 10.1590/S1677-04202007000200005

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Fang, WC, Wang, JW, Lin, CC, Kao, CH (2001). Индукция железом перекисного окисления липидов и влияние на активность антиоксидантных ферментов в листьях риса. Регулятор роста растений. 35, 75–80. doi: 10.1023/A:10138768

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Finatto, T., Oliveira, A.C., Chaparro, C., Maia, L. C., Farias, D.R., Woyann, L.G., et al. (2015). Абиотический стресс и динамика генома: реакция специфических генов и мобильных элементов на железо в рисе. Рис 8, 13. doi: 10.1186/s12284-015-0045-6

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Гридли Х. Э., Эфисуэ А., Толоу Б., Бакаяко Т.(2006). Селекция на толерантность к токсичности железа в WARDAl (Котону, Бенин: Африканский рисовый центр (WARDA)), 96–111.

Google Scholar

Хиндт М. Н., Акмакджян Г. З., Пиварски К. Л., Пуншон Т., Бакстер И., Солт Д. Э. и др. (2017). BRUTUS и его аналоги, BTS LIKE1 и BTS LIKE2, кодируют важные негативные регуляторы реакции дефицита железа у Arabidopsis thaliana. Металломика 9, 876–890. doi: 10.1039/c7mt00152e

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Хинрикс, М., Флек А.Т., Бидерманн Э., Нго Н.С., Шрайбер Л., Шенк М.К. (2017). Транспортер ABC участвует в индуцированном кремнием образовании полос Каспария в экзодерме риса. Фронт. Растениевод. 8, 671. doi: 10.3389/fpls.2017.00671

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Иноуэ Х., Хигучи К., Такахаши М., Наканиси Х., Мори С., Нисидзава Н.К. (2003). Три гена никотианаминсинтазы риса, OsNAS1 , OsNAS2 и OsNAS3 , экспрессируются в клетках, участвующих в транспорте железа на большие расстояния и дифференциально регулируемых железом. Завод Ж. 36, 366–381. doi: 10.1046/j.1365-313X.2003.01878.x

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Иноуэ Х., Кобаяши Т., Нозое Т., Такахаши М., Какей Ю., Судзуки К. и др. (2009). Рис OsYSL15 представляет собой регулируемый железом переносчик железа (III)-дезоксимугиновой кислоты, который экспрессируется в корнях и необходим для усвоения железа на раннем этапе роста проростков. Дж. Биол. хим. 284, 3470–3479. doi: 10.1074/jbc.M806042200

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Исимару Ю. , Suzuki, M., Tsukamoto, T., Suzuki, K., Nakazono, M., Kobayashi, T., et al. (2006). Растения риса усваивают железо в виде фитосидерофора Fe 3+ и в виде Fe 2+ . Завод Ж. 45, 335–346. doi: 10.1111/j.1365-313X.2005.02624.x

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Кобаяши Т., Нагасака С., Сенура Т., Итай Р. Н., Наканиси Х., Нисидзава Н. К. (2013). Связывающие железо убиквитинлигазы гемеритрин RING регулируют реакцию растений на железо и его накопление. Нац. коммун. 4, 2792. doi: 10.1038/ncomms3792

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Кобаяши, Т. (2019). Понимание сложности сенсорных и сигнальных каскадов железа в растениях. Физиология растений и клеток. 60, 1440–1446. doi: 10.1093/pcp/pcz038

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Li, G., Song, H., Li, B., Kronzucker, HJ, Shi, W. (2015). Устойчивость к ауксину1 и PIN-FORMED2 защищают формирование боковых корней у Arabidopsis в условиях стресса железа. Завод физиол. 169, 2608–2623. doi: 10.1104/pp.15.00904

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Li, B., Sun, L., Huang, J., Gösch, C., Shi, W., Chory, J., et al. (2019). GSNOR обеспечивает устойчивость растений к токсичности железа, предотвращая железозависимую нитрозативную и окислительную цитотоксичность. Нац. коммун. 10, 3896. doi: 10.1038/s41467-019-11892-5

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ма, Дж. Ф., Такахаши, Э. (1990). Влияние кремния на рост и поглощение фосфора рисом. Почва для растений 126, 115–119. doi: 10.1007/BF00041376

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Махендер А., Свами Б. П. М., Анандан А., Али Дж. (2019). Устойчивость риса к железодефицитным и токсичным почвенным условиям. Растения 8, 31. doi: 10.3390/plants8020031

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маршнер, Х. (1995). Минеральное питание высших растений . 2-е изд. (Лондон: академический).

Google Scholar

Martinière, A., Desbrosses, G., Sentenac, H., Paris, N. (2013). Разработка и свойства генетически кодируемых сенсоров pH в растениях. Фронт. Растениевод. 4, 523. doi: 10.3389/fpls.2013.00523

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Масуда, Х., Аунг, М.С., Кобаяши, Т., Нисидзава, Н.К. (2020). «Биообогащение железом: путь к преодолению скрытого голода», в «Будущее спроса на рис: качество выше производительности» .ред. де Оливейра, А.К., Пегораро, К., Виана, В.Е. (Швейцария: Springer Nature), 149–177. doi: 10.1007/978-3-030-37510-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мори, С. (1998). «Транспорт железа в злаковых растениях», в Транспорт и хранение железа в микроорганизмах, растениях и животных. Том. 35, Ионы металлов в биологических системах . ред. Сигель, А., Сигель, Х. (Нью-Йорк: Марсель Деккер), 215–237.

Google Scholar

Нозое, Т. , Нагасака, С., Кобаяши Т., Такахаши М., Сато Ю., Уозуме Н. и др. (2011). Транспортеры оттока фитосидерофоров имеют решающее значение для усвоения железа злаковыми растениями. Дж. Биол. хим. 286, 5446–5454. doi: 10.1074/jbc.M110.180026

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Nugraha, Y., Utami, D.W., Rosdianti, I.D.A., Ardie, S.W., Ghulammahdi, M., Suwarno, S., et al. (2016). Связь маркеров и признаков устойчивости к токсичности железа у отдельных индонезийских сортов риса. Биодайверы. 17, 753–763. doi: 10.13057/biodiv/d170251

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Онага Г., Эдема Р., Асеа Г. (2013). Толерантность зародышевой плазмы риса к стрессу токсичности железа и взаимосвязь между толерантностью, Fe 2+ , содержанием фосфора и калия в листьях и корнях. Арх. Агрон. Почвовед. 59, 213–229. doi: 10.1080/03650340.2011.622751

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пич А. , Мантейфель Р., Хиллмер С., Шольц Г., Шмидт В. (2001). Гомеостаз Fe в растительных клетках: играет ли никотианамин несколько ролей в регуляции концентрации Fe в цитоплазме? Планта 213, 967–976. doi: 10.1007/s004250100573

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Кине М., Вромман Д., Клиппе А., Бертен П., Лекё Х., Дюфей И. и др. (2012). Комбинированные транскриптомные и физиологические подходы выявляют сильные различия между краткосрочной и долгосрочной реакцией риса ( Oryza sativa ) на токсичность железа. Оболочка растительных клеток. 35, 1837–1859 гг. doi: 10.1111/j.1365-3040.2012.02521.x

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Рикаченевский Ф.К., Сперотто Р.А., Менгер П.К., Фетт Дж.П. (2010). Идентификация генов, индуцированных избытком Fe, в побегах риса выявила фактор транскрипции WRKY, реагирующий на Fe, засуху и старение. Мол. биол. 37, 3735–3745. doi: 10.1007/s11033-010-0027-0

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Селоте, Д. , Самира, Р., Маттиадис, А., Гилликин, Дж. В., Лонг, Т. А. (2015). Связывающая железо лигаза E3 опосредует реакцию железа в растениях, воздействуя на основные факторы транскрипции спираль-петля-спираль. Завод физиол. 167, 273–286. doi: 10.1104/pp.114.250837

CrossRef Full Text | Google Scholar

Сильвейра В. К., Фаданелли К., Сперотто Р. А., Штейн Р. Дж., Бассо Л. А., Ваз Младший И. С. и др. (2009). Роль ферритина в устойчивости риса к перегрузке железом. науч. Агр. 66, 549–555. doi: 10.1590/S0103-00

00019

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Stein, R.J., Duarte, G.L., Spohr, M.G., Lopes, S., II, Fett, J.P. (2009a). Отличительные физиологические реакции двух сортов риса на токсичность железа в полевых условиях. Энн. заявл. биол. 154, 269–277. doi: 10.1111/j.17447348.2008.00293.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Штейн, Р. Дж., Рикаченевский, Ф. К., Фетт, Дж. П. (2009b).Дифференциальная регуляция двух генов ферритина риса (OsFER1 и OsFER2). Растениевод. 177, 563–569. doi: 10.1016/j.plantsci.2009.08.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Stein, RJ, Lopes, S., II, Fett, JP (2014). Токсичность железа в выращиваемом в поле рисе: разные механизмы толерантности у разных сортов. Теор. Эксп. Завод Физиол. 26, 135–146. doi: 10.1007/s40626-014-0013-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Су, Х.Дж., Ким, К.С., Ли, Дж.Ю., Юнг, Дж. (2002). Фотодинамическое влияние избытка железа на функцию фотосистемы II у растений гороха. Фотохим. Фотобиол. 75, 513–518. doi: 10.1562/0031-8655(2002)075<0513:PEOIEO>2.0.CO;2

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Тадано, Т. (1975). Устройства корней риса, устойчивых к высоким концентрациям железа в питательной среде. Япония Сельское хозяйство. Рез. В. 9, 34–39.

Google Scholar

Такаги, С.(1976). Природные железохелатирующие соединения в промывных водах корней овса и риса. I: измерение активности и предварительная характеристика. Почвоведение. Растительная нутр. 22, 423–433. doi: 10.1080/00380768.1976.10433004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Theil, EC (2003). Ферритин: на перекрестке метаболизма железа и кислорода. Дж. Нутр. 133, 1549–1553. doi: 10.1093/jn/133.5.1549S

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тонгбай, П., Гудман, Б.А. (2000). Генерация свободных радикалов и постаноксическое повреждение в железотоксичной почве. J. Физиол растений. 23, 1887–1990. doi: 10.1080/010009382151

CrossRef Full Text | Google Scholar

Виана В. Э., Марини Н., Финатто Т., Эскер И., Бусанелло К., Дос Сантос Р. С. и др. (2017). Избыток железа в рисе: от фенотипических изменений к функциональной геномике транскрипционных факторов WRKY. Жен. Мол. Рез. 16 (3):gmr16039694. doi: 10.4238/gmr16039694

CrossRef Полный текст | Google Scholar

фон Икскюль, Х.Р., Мутерт, Э. (1995). «Глобальные масштабы, развитие и экономическое воздействие кислых почв», в Взаимодействие растений и почвы при низком pH: принципы и управление . ред. Дейт, Р. А., Грандон, Нью-Джерси, Раймет, Г. Э., Проберт, М. Э. (Дордрехт, Нидерланды: Kluwer Academic Publishers), 5–19.

Google Scholar

von Wirén, N., Klair, S., Bansal, S., Briat, J. F., Khodr, H., Shioiri, T., et al. (1999). Никотианамин хелатирует как Fe-III, так и Fe-II. Влияние на транспорт металлов в растениях. Завод физиол. 119, 1107–1114. doi: 10.1104/pp.119.3.1107

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ван Ф., Итай Р. Н., Нозое Т., Кобаяши Т., Нисидзава Н. К., Наканиши Н. (2020). Белок bHLH OsIRO3 имеет решающее значение для выживания растений и гомеостаза железа (Fe) у риса (Oryza sativa L.) в условиях дефицита Fe. Почвоведение. Растительная нутр. doi: 10.1080/00380768.2020.1783966

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ву, Л. , Шхади М.Ю., Грегорио Г., Маттус Э., Беккер М., Фрей М. (2014). Генетический и физиологический анализ толерантности риса к острой токсичности железа. Рис 7, 8. doi: 10.1186/s12284-014-0008-3

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Zhang, Y., Xu, YH, Yi, HY, Gong, JM (2012). Вакуолярные мембранные транспортеры OsVIT1 и OsVIT2 модулируют транслокацию железа между флаговыми листьями и семенами риса. Завод Дж. 72, 400–410. doi: 10.1111/j.1365-313X.2012.05088.x

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Чжэн Л., Ин Ю., Ван Л., Ван Ф., Уилан Дж., Шоу Х. (2010). Идентификация нового регулируемого железом основного белка спираль-петля-спираль, участвующего в гомеостазе Fe у Oryza sativa . BMC Растение Биол. 10, 66. doi: 10.1186/1471-2229-10-166

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Избыточное содержание марганца в питьевой воде теперь может считаться угрозой для здоровья населения

Предупреждение: Избыточное содержание марганца в питьевой воде теперь может считаться угрозой для здоровья населения
  1. Марганец, минерал, подобный железу, содержится в питьевой воде Брюстера. Люди, особенно младенцы, которые пьют воду, содержащую марганец выше определенного уровня, могут иметь вредные последствия для здоровья. Городская вода Брюстера безопасна, но жителям частных колодцев рекомендуется проверять колодезную воду на наличие марганца. Воздействие высоких концентраций марганца в течение многих лет было связано с заболеванием нервной системы с такими симптомами, как болезнь Паркинсона.
  2. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) установило рекомендацию по охране здоровья для продолжительного воздействия марганца в питьевой воде на 0.3 мг/л (300 мкг/л). Агентство по охране окружающей среды считает, что этот уровень безопасен от потенциальных неврологических воздействий в течение всей жизни. Для краткосрочного воздействия EPA рекомендует, чтобы уровни в питьевой воде были ниже 1 мг/л (1000 мкг/л). Кроме того, Агентство по охране окружающей среды рекомендует младенцам ни в коем случае не пить воду с содержанием марганца выше 0,3 мг/л (300 мкг/л), особенно при искусственном вскармливании.
  3. Департамент охраны окружающей среды штата Массачусетс (DEP) рекомендует детям в возрасте до трех лет также не давать воду с концентрацией выше 0.3 мг Mn/л (300 мкг Mn/л). Для получения дополнительной информации о марганце, включая вопросы и ответы потребителей, см.: http://www.mass.gov/eea/agencies/massdep/water/drinking/manganese-in-drinking-water.html.
  4. Марганец является нормальной и здоровой частью человеческого рациона в небольших количествах. Марганец может стать заметным в водопроводной воде при уровне выше 0,05 мг/л, придавая воде коричневый цвет, запах или неприятный вкус. Он может оставить пятна на сантехнике и белье.
  5. Совет здравоохранения Брюстера рекомендует обратиться к специалисту по очистке воды или сантехнику, чтобы включить систему очистки для любых параметров при превышении рекомендуемых уровней.Кроме того, Совет рекомендует проверять все частные колодцы не реже одного раза в два года на предмет всех параметров пригодности для питья, как это определено в Правилах Совета по санитарным колодцам Брюстера.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.