用于土壤修复和治理的微生物外聚合物:当前进展与未来展望

Dashnyam Punsaldulam, Orgil Amumandal
{"title":"用于土壤修复和治理的微生物外聚合物:当前进展与未来展望","authors":"Dashnyam Punsaldulam, Orgil Amumandal","doi":"10.5564/pib.v39i1.3144","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Soil degradation and pollution are pervasive global challenges caused by climate change and anthropogenic activities. To address these issues, seeking environmentally friendly and sustainable solutions to restore degraded soils and remediate polluted ones is imperative. One promising avenue lies in the utilization of microbial exopolymers, which can play a pivotal role in rejuvenating soil health by enhancing its physical, chemical, and biological properties. Microbial exopolymers, through their various functional groups, facilitate interactions that bind soil particles together, thereby promoting soil aggregation and immobilizing soil pollutants. Thus, the application of exopolymers holds the potential to enable soils to continue providing its essential ecosystem services. Despite significant progress in evaluating the impact of microbial exopolymers on soil properties, there remains a pressing need to overcome existing challenges that hinder the large-scale use of microbial exopolymers for soil restoration and remediation. The significant challenges include (i) inadequate understanding on the effectiveness and safety of exogenous microorganisms and their interactions with native soil biotic and abiotic factors, (ii) the lack of feasible methods for characterizing the constituents of exopolymers produced by soil microbial community, (iii) insufficient efforts in exploring the community diversity of soil microorganisms capable of producing exopolymers in various soils, and (iv) inadequate effort on aligning the molecular characteristics of exopolymers with the specific application purposes. To harness the full potential of microbial exopolymers, interdisciplinary approaches are paramount in achieving improved effectiveness of soil restoration and bioremediation endeavors, which are of utmost importance in the ever-changing environment. Бичил биетний экзополимерийг хөрсний нөхөн сэргээлтэд ашиглах нь: өнөөгийн төлөв байдал, ирээдүйн чиг хандлага Хураангуй. Уур амьсгалын өөрчлөлт болон хүний үйл ажиллагааны нөлөөгөөр явагдаж буй хөрсний доройтол, бохирдол нь дэлхий нийтийн тулгамдсан асуудлууд бөгөөд эдгээрийг хүрээлэн буй орчинд ээлтэй, тогтвортой технологийн тусламжтай шийдвэрлэх шаардлагатай. Бичил биетний экзополимерийг ашиглан хөрсний физик, хими, биологийн шинж чанарыг нь сайжруулах замаар хөрсний эрүүл төлөв байдлыг нэмэгдүүлэх технологийг боловсруулах боломжтой. Бичил биетний экзополимер нь төрөл бүрийн функциональ бүлгийнхээ тусламжтай хөрсний жижиг хэсгүүдийг холбож барьцалдуулан хөрсний агрегацийг нэмэгдүүлж, хөрс бохирдуулагч нэгдлүүдийг идэвхгүй (тогтвортой) болгодог. Ингэснээр хөрсөөр хангагддаг экосистемийн үүргүүд хэвийн үргэлжлэх боломж бүрдэх юм. Бичил биетний экзополимер хөрсний шинж чанарыг сайжруулдаг болохыг баталсан олон судалгаа хийгдсэн боловч тэдгээрийг хөрсний нөхөн сэргээлтэд өргөн хүрээгээр ашиглахын тулд анхаарах шаардлагатай хэд хэдэн асуудлууд байна. Үүнд: 1. Гаднаас нэмж буй бичил биетэн байгалийн хөрсөнд үр дүнтэй ажиллах эсэх болон тухайн хөрсний хэвийн микробиотад яаж нөлөөлөх талаарх ойлголт хангалтгүй, 2. Хөрсний бичил биетний бүлгэмдлийн ялгаруулж буй эзкополимерийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг таньж тодорхойлоход хүндрэлтэй, 3. Шинж чанар, эрүүл төлөв байдлын хувьд ялгаатай хөрсөнд эзкополимер нийлэгжүүлэгч бичил биетний олон янз байдлыг харьцуулсан судалгаа маш бага, 4. Экзополимерийн химийн бүтэц, шинж чанарыг хэрэглэж буй зорилготойгоо уялдуулахад бага анхаарч байна. Бичил биетний экзополимерийг бүрэн ашиглаж хөрсний нөхөн сэргээлтийн үр дүнг нэмэгдүүлэхэд салбар дундын судалгаа чухал байна. Түлхүүр үгс: хөрсний агрегаци, хөрсний бичил биетний экзополимер, хөрсний биоремедиаци, хөрсний эрүүл төлөв байдал","PeriodicalId":186137,"journal":{"name":"Proceedings of the Institute of Biology","volume":"44 26","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-12-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Microbial exopolymers for soil restoration and remediation: current progress and future perspectives\",\"authors\":\"Dashnyam Punsaldulam, Orgil Amumandal\",\"doi\":\"10.5564/pib.v39i1.3144\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Soil degradation and pollution are pervasive global challenges caused by climate change and anthropogenic activities. To address these issues, seeking environmentally friendly and sustainable solutions to restore degraded soils and remediate polluted ones is imperative. One promising avenue lies in the utilization of microbial exopolymers, which can play a pivotal role in rejuvenating soil health by enhancing its physical, chemical, and biological properties. Microbial exopolymers, through their various functional groups, facilitate interactions that bind soil particles together, thereby promoting soil aggregation and immobilizing soil pollutants. Thus, the application of exopolymers holds the potential to enable soils to continue providing its essential ecosystem services. Despite significant progress in evaluating the impact of microbial exopolymers on soil properties, there remains a pressing need to overcome existing challenges that hinder the large-scale use of microbial exopolymers for soil restoration and remediation. The significant challenges include (i) inadequate understanding on the effectiveness and safety of exogenous microorganisms and their interactions with native soil biotic and abiotic factors, (ii) the lack of feasible methods for characterizing the constituents of exopolymers produced by soil microbial community, (iii) insufficient efforts in exploring the community diversity of soil microorganisms capable of producing exopolymers in various soils, and (iv) inadequate effort on aligning the molecular characteristics of exopolymers with the specific application purposes. To harness the full potential of microbial exopolymers, interdisciplinary approaches are paramount in achieving improved effectiveness of soil restoration and bioremediation endeavors, which are of utmost importance in the ever-changing environment. Бичил биетний экзополимерийг хөрсний нөхөн сэргээлтэд ашиглах нь: өнөөгийн төлөв байдал, ирээдүйн чиг хандлага Хураангуй. Уур амьсгалын өөрчлөлт болон хүний үйл ажиллагааны нөлөөгөөр явагдаж буй хөрсний доройтол, бохирдол нь дэлхий нийтийн тулгамдсан асуудлууд бөгөөд эдгээрийг хүрээлэн буй орчинд ээлтэй, тогтвортой технологийн тусламжтай шийдвэрлэх шаардлагатай. Бичил биетний экзополимерийг ашиглан хөрсний физик, хими, биологийн шинж чанарыг нь сайжруулах замаар хөрсний эрүүл төлөв байдлыг нэмэгдүүлэх технологийг боловсруулах боломжтой. Бичил биетний экзополимер нь төрөл бүрийн функциональ бүлгийнхээ тусламжтай хөрсний жижиг хэсгүүдийг холбож барьцалдуулан хөрсний агрегацийг нэмэгдүүлж, хөрс бохирдуулагч нэгдлүүдийг идэвхгүй (тогтвортой) болгодог. Ингэснээр хөрсөөр хангагддаг экосистемийн үүргүүд хэвийн үргэлжлэх боломж бүрдэх юм. Бичил биетний экзополимер хөрсний шинж чанарыг сайжруулдаг болохыг баталсан олон судалгаа хийгдсэн боловч тэдгээрийг хөрсний нөхөн сэргээлтэд өргөн хүрээгээр ашиглахын тулд анхаарах шаардлагатай хэд хэдэн асуудлууд байна. Үүнд: 1. Гаднаас нэмж буй бичил биетэн байгалийн хөрсөнд үр дүнтэй ажиллах эсэх болон тухайн хөрсний хэвийн микробиотад яаж нөлөөлөх талаарх ойлголт хангалтгүй, 2. Хөрсний бичил биетний бүлгэмдлийн ялгаруулж буй эзкополимерийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг таньж тодорхойлоход хүндрэлтэй, 3. Шинж чанар, эрүүл төлөв байдлын хувьд ялгаатай хөрсөнд эзкополимер нийлэгжүүлэгч бичил биетний олон янз байдлыг харьцуулсан судалгаа маш бага, 4. Экзополимерийн химийн бүтэц, шинж чанарыг хэрэглэж буй зорилготойгоо уялдуулахад бага анхаарч байна. Бичил биетний экзополимерийг бүрэн ашиглаж хөрсний нөхөн сэргээлтийн үр дүнг нэмэгдүүлэхэд салбар дундын судалгаа чухал байна. Түлхүүр үгс: хөрсний агрегаци, хөрсний бичил биетний экзополимер, хөрсний биоремедиаци, хөрсний эрүүл төлөв байдал\",\"PeriodicalId\":186137,\"journal\":{\"name\":\"Proceedings of the Institute of Biology\",\"volume\":\"44 26\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-12-31\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Proceedings of the Institute of Biology\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.5564/pib.v39i1.3144\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Proceedings of the Institute of Biology","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.5564/pib.v39i1.3144","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

土壤退化和污染是气候变化和人为活动造成的普遍全球性挑战。要解决这些问题,当务之急是寻求环境友好型和可持续的解决方案,以恢复退化的土壤和治理污染的土壤。利用微生物外聚合物是一条大有可为的途径,它可以通过增强土壤的物理、化学和生物特性,在恢复土壤健康方面发挥关键作用。微生物外聚合物通过其各种功能基团促进相互作用,将土壤颗粒粘合在一起,从而促进土壤聚集并固定土壤污染物。因此,应用外聚合物有可能使土壤继续提供其基本的生态系统服务。 尽管在评估微生物外聚合物对土壤性质的影响方面取得了重大进展,但仍迫切需要克服阻碍大规模使用微生物外聚合物进行土壤修复和治理的现有挑战。这些重大挑战包括:(i) 对外源微生物的有效性和安全性及其与本地土壤生物和非生物因素的相互作用认识不足;(ii) 缺乏表征土壤微生物群落产生的外聚合物成分的可行方法;(iii) 在探索各种土壤中能够产生外聚合物的土壤微生物群落多样性方面的努力不足;(iv) 在将外聚合物的分子特征与特定应用目的相匹配方面的努力不足。要充分利用微生物外聚合物的潜力,跨学科方法对于提高土壤修复和生物修复工作的有效性至关重要,而这在不断变化的环境中至关重要。Bichil bichil bichil bichil exopolymeric xopolymeric nөhөn sărgăeltăd ashiglah nn: өnөgyn tөlөv baidal, irăedүin chig khandlaga Khuraangui.對不起,此篇文章只有English和Монгол хэл、烏蘭巴托共和國是世界上最強大的國家之一。對不起,此篇文章只有English和Монгол хэл。對不起,此篇文章只有English和Монгол хэл。對不起,此篇文章只有English和Монгол хэл。對不起,此篇文章只有English和Монгол хэл。對不起,此篇文章只有English和Монгол хэл。烏蘭巴托環境保護局(CEPA)是一個專門從事環境保護工作的機構。對不起,此篇文章只有English和Монгол хэл。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Microbial exopolymers for soil restoration and remediation: current progress and future perspectives
Soil degradation and pollution are pervasive global challenges caused by climate change and anthropogenic activities. To address these issues, seeking environmentally friendly and sustainable solutions to restore degraded soils and remediate polluted ones is imperative. One promising avenue lies in the utilization of microbial exopolymers, which can play a pivotal role in rejuvenating soil health by enhancing its physical, chemical, and biological properties. Microbial exopolymers, through their various functional groups, facilitate interactions that bind soil particles together, thereby promoting soil aggregation and immobilizing soil pollutants. Thus, the application of exopolymers holds the potential to enable soils to continue providing its essential ecosystem services. Despite significant progress in evaluating the impact of microbial exopolymers on soil properties, there remains a pressing need to overcome existing challenges that hinder the large-scale use of microbial exopolymers for soil restoration and remediation. The significant challenges include (i) inadequate understanding on the effectiveness and safety of exogenous microorganisms and their interactions with native soil biotic and abiotic factors, (ii) the lack of feasible methods for characterizing the constituents of exopolymers produced by soil microbial community, (iii) insufficient efforts in exploring the community diversity of soil microorganisms capable of producing exopolymers in various soils, and (iv) inadequate effort on aligning the molecular characteristics of exopolymers with the specific application purposes. To harness the full potential of microbial exopolymers, interdisciplinary approaches are paramount in achieving improved effectiveness of soil restoration and bioremediation endeavors, which are of utmost importance in the ever-changing environment. Бичил биетний экзополимерийг хөрсний нөхөн сэргээлтэд ашиглах нь: өнөөгийн төлөв байдал, ирээдүйн чиг хандлага Хураангуй. Уур амьсгалын өөрчлөлт болон хүний үйл ажиллагааны нөлөөгөөр явагдаж буй хөрсний доройтол, бохирдол нь дэлхий нийтийн тулгамдсан асуудлууд бөгөөд эдгээрийг хүрээлэн буй орчинд ээлтэй, тогтвортой технологийн тусламжтай шийдвэрлэх шаардлагатай. Бичил биетний экзополимерийг ашиглан хөрсний физик, хими, биологийн шинж чанарыг нь сайжруулах замаар хөрсний эрүүл төлөв байдлыг нэмэгдүүлэх технологийг боловсруулах боломжтой. Бичил биетний экзополимер нь төрөл бүрийн функциональ бүлгийнхээ тусламжтай хөрсний жижиг хэсгүүдийг холбож барьцалдуулан хөрсний агрегацийг нэмэгдүүлж, хөрс бохирдуулагч нэгдлүүдийг идэвхгүй (тогтвортой) болгодог. Ингэснээр хөрсөөр хангагддаг экосистемийн үүргүүд хэвийн үргэлжлэх боломж бүрдэх юм. Бичил биетний экзополимер хөрсний шинж чанарыг сайжруулдаг болохыг баталсан олон судалгаа хийгдсэн боловч тэдгээрийг хөрсний нөхөн сэргээлтэд өргөн хүрээгээр ашиглахын тулд анхаарах шаардлагатай хэд хэдэн асуудлууд байна. Үүнд: 1. Гаднаас нэмж буй бичил биетэн байгалийн хөрсөнд үр дүнтэй ажиллах эсэх болон тухайн хөрсний хэвийн микробиотад яаж нөлөөлөх талаарх ойлголт хангалтгүй, 2. Хөрсний бичил биетний бүлгэмдлийн ялгаруулж буй эзкополимерийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг таньж тодорхойлоход хүндрэлтэй, 3. Шинж чанар, эрүүл төлөв байдлын хувьд ялгаатай хөрсөнд эзкополимер нийлэгжүүлэгч бичил биетний олон янз байдлыг харьцуулсан судалгаа маш бага, 4. Экзополимерийн химийн бүтэц, шинж чанарыг хэрэглэж буй зорилготойгоо уялдуулахад бага анхаарч байна. Бичил биетний экзополимерийг бүрэн ашиглаж хөрсний нөхөн сэргээлтийн үр дүнг нэмэгдүүлэхэд салбар дундын судалгаа чухал байна. Түлхүүр үгс: хөрсний агрегаци, хөрсний бичил биетний экзополимер, хөрсний биоремедиаци, хөрсний эрүүл төлөв байдал
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信