Metale ciężkie zarówno te niezbędne do życia mikroelementy, jak i te niepełniące żadnych fizjologicznych funkcji stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt. Działalności ludzi doprowadziła do pojawienia się ogromnych ilości tych metali w glebach na całym świecie. Ze względu na wysoką toksyczność metali ciężkich istnieje pilna potrzeba rozwinięcia efektywnych i tanich metod remediacji gleb. Konwencjonalne metody remediacji gleb są mało efektywne i drogie oraz często powodują zniszczenie naturalnych siedlisk.

Rośliny dla prawidłowego wzrostu i rozwoju wymagają określonego stężenia makroelementów i mikroelementów. Jednak w wysokich stężeniach zarówno metale niezbędne, jak i balastowe są bardzo toksyczne dla żywych organizmów. Rośliny, jako organizmy nieprzemieszczające się w trakcie cyklu życiowego, wytworzyły mechanizmy regulujące procesy pobierania, dystrybucji i sekwestracji jonów lub innych substancji. W ostatnich latach w komórkach roślinnych zidentyfikowano i wstępnie scharakteryzowano rozmaite systemy transportowe zaangażowane w aktywne przenoszenie jonów metali przez błony komórkowe.

Komórkowy system detoksykujący organiczne ksenobiotyki obejmuje trzy fazy. W każdej z nich uczestniczy szereg enzymów, które w zależności od charakteru degradowanego związku organicznego prowadzą do jego przekształceń. Enzymami fazy pierwszej, a więc bioaktywacji są głównie polisubstratowe monooksygenazy (ang. PolySubstrate MonoOxygenase), monooksygenazy flawinowe (FMO) oraz enzymy wykazujące aktywność hydrolityczną i oksydoredukcyjną. Indukcję tych enzymów pod wpływem ksenobiotyku potwierdzają badania prowadzone metodą SAGE (ang. Serial Analysis of Gene Expression).

Prawie we wszystkich glebach obserwuje się stały wzrost zawartości metali ciężkich, głównie na skutek działań antropogenicznych. Obecność zwiększonego stężenia metali wywiera szereg niekorzystnych zmian w funkcjonowaniu komórki roślinnej.