Ученые нашли ген, критически важный для создания растений с низким содержанием мышьяка

Проблема содержания мышьяка в продуктах питания, таких как рис, фруктовые соки и детское питание, вызывает растущую озабоченность. Мышьяк — природный элемент, содержащийся в почве и воде, который также использовался как пестицид. Растения поглощают его, и он попадает в пищевую цепь.

Международная команда под руководством Университета Абердина в статье в журнале PLOS Biology идентифицировала ген HAC1, критически важный для процесса выведения мышьяка растениями. Это открытие может помочь в выведении новых сортов сельскохозяйственных культур, которые естественным образом накапливают меньше токсина.

Исследование показало, что ген HAC1 используется модельным растением Arabidopsis thaliana (Резуховидка Таля) для контроля накопления мышьяка. При его удалении концентрация мышьяка в растениях возрастала в 300 раз.

Как растения справляются с мышьяком:

• В почве мышьяк существует в двух основных формах: арсенит As (III) и арсенат As (V).
• Арсенат химически очень похож на жизненно важный фосфат, поэтому растения не могут их различить и поглощают токсин.
• Чтобы выжить, растения преобразуют поглощенный арсенат As (V) в арсенит As (III), который затем может быть выведен (откачан) из корней.

Роль гена HAC1:

Ученые установили, что ген HAC1 кодирует арсенатредуктазу — фермент, который выполняет это ключевое преобразование As (V) в As (III). Эксперименты подтвердили, что без этого гена растения теряют способность выводить мышьяк.

Значение открытия:

• Теперь понятен механизм толерантности растений к мышьяку.
• Зная целевой ген, его будет проще найти в важных продовольственных культурах, таких как рис и пшеница.
• Это позволит селекционировать новые сорта с активной версией арсенатредуктазы, которые будут сочетать высокую урожайность с низким накоплением мышьяка в съедобных частях.