Plants that accumulate metal and metalloid trace elements to extraordinarily high concentrations in their living biomass have inspired much research worldwide during the last decades. Hyperaccumulators have been recorded and experimentally confirmed for elements such as nickel, zinc, cadmium, manganese, arsenic and selenium. However, to date, hyperaccumulation of lead, copper, cobalt, chromium and thallium remain largely unconfirmed. Recent uses of the term in relation to rare-earth elements require critical evaluation. Since the mid-1970s the term ‘hyperaccumulator’ has been used millions of times by thousands of people, with varying degrees of precision, aptness and understanding that have not always corresponded with the views of the originators of the terminology and of the present authors. There is therefore a need to clarify the circumstances in which the term ‘hyperaccumulator’ is appropriate and to set out the conditions that should be met when the terms are used. We outline here the main considerations for establishing metal or metalloid hyperaccumulation status of plants, (re)define some of the terminology and note potential pitfalls. Unambiguous communication will require the international scientific community to adopt standard terminology and methods for confirming the reliability of analytical data in relation to metal and metalloid hyperaccumulators.

Phytomining technology employs hyperaccumulator plants to take up metal in harvestable plant biomass. Harvesting, drying and incineration of the biomass generates a high-grade bio-ore. We propose that "agromining" (a variant of phytomining) could provide local communities with an alternative type of agriculture on degraded lands; farming not for food crops, but for metals such as nickel (Ni). However, two decades after its inception and numerous successful experiments, commercial phytomining has not yet become a reality. To build the case for the minerals industry, a large-scale demonstration is needed to identify operational risks and provide "real-life" evidence for profitability.

Abstract Background and Aims Indonesia is one of the most biodiverse regions in the world, but only a few metal hyperaccumulator plants have been reported from this vast country. This study aimed to discover rare earth element (REE) hyperaccumulator plants on Bangka Island, an area known to have REE enriched soils associated with tin placer deposits. Methods Prior to this study, herbarium specimens at the Universitas Bangka Belitung Herbarium were screened using non-destructive X-ray Fluorescence (XRF) scanning to detect specimens with anomalous REE concentrations. Fieldwork was subsequently conducted to collect samples from plant species suspected to be (hyper)accumulators based on the earlier XRF survey. Scanning electron microscopy and micro-XRF were used to verify the possibility of surface contamination by soil particles in plant specimens, and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) was used to determine total elemental concentrations in the plant material. Results Blechnopsis orientalis was found to hyperaccumulate REEs up to 3000 µg g −1 as well as arsenic up to 2100 µg g −1 . The non-destructive analysis found no dust or soil contamination on B. orientalis specimens, confirming it as a genuine REE and arsenic hyperaccumulator. Additionally, the known REE hyperaccumulator Dicranopteris linearis was confirmed to be a REE hyperaccumulator on Bangka Island. Conclusion Blechnopsis orientalis is a REE hyperaccumulator with high potential for phytoextraction as it is a faster growing and larger species than D. linearis . As B. orientalis and D. linearis are native to Bangka Island, both should be studied further for their application in rehabilitating and extracting REEs from the (abandoned) tin mine areas.

Abstract Until 2019, there were no published reports of trace element hyperaccumulation in the plants of Central America or Mexico. Recent reports, based mostly on measurement of herbarium specimens using x‐ray fluorescence (XRF) spectroscopy, have begun to identify hyperaccumulators of nickel (Ni) in this region. The most extensive deposits of Ni‐rich ultramafic rocks and soils in Central America occur along the Polochic‐Motagua fault system in eastern Guatemala. This study focused on discovery and characterization of new hyperaccumulators in Guatemala, starting with surveys of herbarium specimens, followed by field studies to understand the ultramafic soils of the region and the ecology of hyperaccumulators that occur there. Initial XRF screening at the Missouri Botanical Garden Herbarium, along with two herbaria in Guatemala, identified four previously unreported Ni hyperaccumulators— Arachnothryx linguiformis , Arachnothryx buddleioides , Chionanthus panamensis , and Orthion guatemalense . Field studies in Guatemala characterized the communities in which these species occur, some of which include multiple hyperaccumulator species growing in close proximity. In two taxa that showed phenotypic variation in foliar Ni concentration, there was no statistically significant correlation between Ni concentrations in leaves and either the total or DTPA‐extractable Ni in soils, suggesting that other genetic or environmental variables may influence hyperaccumulation.

Abstract The use of x‐ray fluorescence (XRF) instruments for metallome analysis of herbarium specimens to discover hyperaccumulator plant species has gained popularity, but a growing concern arises about intercomparability from the use of different instrument makes and models. Therefore, this study aimed to assess the performance and comparability of the results generated by three different XRF instruments and three different quantification methods (empirical calibration based on XRF versus inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy [ICP‐AES] regression, in‐built manufacturer algorithms, and an independent GeoPIXE software pipeline based on Fundamental Parameters). Three instruments with distinct specifications were chosen to improve the generalizability of the results, ensuring relevance to a wide range of instruments that may be used in the future for metallome analysis of herbarium specimens. Each instrument was used to scan a representative set of dried hyperaccumulator plant leaf samples, and their accuracy in quantifying elemental concentrations was then compared. The manufacturer algorithms overestimate the elemental concentrations and have the highest errors. The empirical calibrations have the closest mean concentration to the mean concentrations reported by ICP‐AES, but can produce negative values. The independent pipeline performance is marginally better than the empirical calibration, but it takes substantially more time and effort to setup the Fundamental Parameters through reverse engineering the instrument hardware parameters. Using the GeoPIXE independent pipeline to extract the XRF peak intensity to use in the empirical calibration performs better than manufacturer algorithms, while avoiding the complicated setup requirements, and this should be considered for further development.

Abstract Background and aims The nickel hyperaccumulator Bornmuellera emarginata (Brassicaceae) is a species adapted to thrive on naturally nickel-enriched ultramafic soils in the Balkans and a promising candidate for use in nickel agromining. The main aim of this study was to provide insight into the physiological mechanisms of nickel hyperaccumulation in B. emarginata. Methods Bornmuellera emarginata was cultivated under various nickel exposure concentrations (control, 1, 10, and 100 µM nickel in solution), and different pH levels of the hydroponic solution for four weeks. During this period, the plants underwent assessment for various physiological parameters, including photosynthetic pigments, leaf relative water content, tolerance index, and metal accumulation in plant tissues. Results The results show that the translocation factors and bioconcentration factors were > 1 even at 1 µM nickel in solution. This confirms the ability of B. emarginata to hyperaccumulate nickel (up to 6600 mg kg −1 ) over a wide range of nickel concentrations in hydroponics. Nickel at 100 µM (a concentration that is an order of magnitude higher than the highest soil solution nickel concentration found in ultramafic soils) induced only mild physiological stress symptoms (e.g. a minor proline response). Alterations in the solution pH did not cause any significant effect on nickel accumulation in the plants. Conclusions Bornmuellera emarginata is a highly adapted nickel-tolerant and nickel hyperaccumulating species that shows very little stress responses even to extreme nickel exposure concentrations in hydroponics. This species shows interesting trade-off responses between nickel and other metals, including non-competitive uptake of zinc. The potential for this species to accumulate zinc should therefore be further explored.

Abstract The tropical shrub Coelospermum decipiens (Rubiaceae) is an extreme selenium (Se) hyperaccumulator, reported to accumulate up to 1140 µg Se g-1 when found growing on soils with Se <LOD (i.e., <0.01 mg Se kg-1) leading to a bioconcentration factor of more than 100,000. Coelospermum decipiens plants were sampled from different populations in far north Queensland and analysed for Se concentrations. Plant material was subjected to Synchrotron X-ray Fluorescence Microscopy (XFM) and Synchrotron X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) investigations to gain insights into elemental distribution and chemical speciation of Se. The results show that the foliar Se concentrations ranged from 100–1000 µg Se g-1, except for the seeds, which had up to 28,000 µg Se g-1. The soils from the Hope Vale area were locally Se-enriched up to 48 mg Se kg-1, but there was no relationship between soil and plant Se concentrations. Synchrotron XFM analysis revealed that Se was localised in the blade margin tissue of the younger leaves, whilst the XAS analysis determined that Se occurs as an organo-Se compound. We report the occurrence of seleniferous soils in the Cape York Peninsula soils for the first time, which may partly explain the evolution of Se hyperaccumulation in C. decipiens. The extremely high concentrations of Se in the seeds is suggestive of an herbivory protection function. The capacity for this species to accumulate and hyperaccumulate Se from non-seleniferous soils is akin to other ‘seed’ based accumulators, such as some members of the Lecythidaceae family.