Lemna minutaにおけるセレン酸およびセレン酸塩の取り込み、蓄積および毒性

Selenate and selenite uptake, accumulation and toxicity in Lemna minuta.

• Jun Li
• Giovanni Loi
• Lila Otero-Gonzalez
• Gijs Du Laing
• Ivet Ferrer
• Piet N L Lens

抄録

Se(IV)またはSe(VI)に14日間曝露し、LemnaへのSeの取り込みと毒性の動態を調べた。5.0 mg/LのSe(IV)またはSe(VI)に曝露した直後にレムナの生育は停止した。5.0 mg/LのSe(IV)に曝露したLemnaの葉緑素と褐色色素の含有量は、3日間の曝露で対照の2〜3倍に減少した。このことは、レムナにおけるSe(IV)とSe(VI)の取り込み機構が受動的な拡散だけでなく、イオンチャネルタンパク質やトランスポーターなどの他のプロセスを介して行われていることを示している。その結果、0.5 mg/LのSe(IV)及びSe(VI)曝露では、それぞれ231及び42の動態生物濃縮係数(BCF)が得られた。また、レムナの取り込み率は、Se(IV)処理で263mg/kg/d、Se(VI)処理で28mg/kg/dに達した。この研究では、Se(IV)はSe(VI)よりも蓄積速度が速いが、毒性が高いことが示された。このことから、レムナはSe(IV)を水中から除去し、セレンを富化したバイオマスを生産し、最終的にはセレンを富化した飼料や肥料としての使用も考慮される可能性があることが示された。

The kinetics of Se uptake and toxicity to Lemna were studied over a period of 14 days of exposure to Se(IV) or Se(VI). The growth of Lemna stopped immediately after exposure to 5.0 mg/L of Se(IV) or Se(VI). The content of chlorophyll and phaeopigments of Lemna exposed to 5.0 mg/L of Se(IV) was two to three times less than in the control after 3 d exposure. Lemna took up Se rapidly within the first 3 d. The Se content in Lemna along with the exposure time fitted well the two-compartment and the hyperbolic model, which demonstrates that the mechanism of Se(IV) and Se(VI) uptake in Lemna is not only through passive diffusion, but also through other processes such as ion channel proteins or transporters. The kinetic bioconcentration factors (BCFs) were 231 and 42 for 0.5 mg/L Se(IV) and Se(VI) exposure, respectively. The uptake rate of Lemna reached 263 mg/kg/d and 28 mg/kg/d in the Se(IV) and Se(VI) treatments, respectively. This study showed that Se(IV) has a faster accumulation rate than Se(VI), but a higher toxicity, indicating Lemna could be a good candidate to remove Se(IV) from water, producing Se-enriched biomass which may eventually also be considered for use as Se-enriched feed supplement or fertilizer.