Кукуруза снижает токсичность мышьяка в почве благодаря корневым выделениям
Кукуруза использует особый механизм для снижения накопления токсичного мышьяка, который попадает в растения из загрязнённой почвы. Ключевую роль играют вещества бензоксазиноиды, выделяемые корнями.
Проблема мышьяка:
- Мышьяк — токсичный металлоид природного происхождения, загрязняющий почвы и воды по всему миру.
- Для растений он представляет особую опасность, так как ведёт себя химически сходно с фосфором — важным питательным элементом.
- Мышьяк проникает в растения через те же транспортные каналы, что и фосфор, накапливается в биомассе и попадает в пищевую цепь, создавая долгосрочные риски для здоровья человека (неврологические повреждения, рак).
Открытие механизма защиты:
Исследователи из Университета Базеля и Университета Берна обнаружили, что кукуруза (как и другие злаки) производит бензоксазиноиды, которые выделяются в почву через корни. Эксперимент показал:
- Кукуруза, производящая бензоксазиноиды, лучше росла на почве с мышьяком и накапливала значительно меньше токсичного элемента, чем генетически модифицированные растения, не способные их выделять.
- При внесении бензоксазиноидов в почву мутантные растения также получали защиту от токсичности мышьяка.
- Анализ показал, что микроорганизмы корней не участвуют в процессе. Бензоксазиноиды, вероятно, трансформируют мышьяк в почве, делая его менее доступным для поглощения корнями (точный химический механизм пока изучается).
Долгосрочный эффект и перспективы:
Положительный эффект бензоксазиноидов в почве оказался долговременным — второе поколение кукурузы всё ещё получало пользу от выделений первого.
Это открытие указывает на потенциальное применение: для очистки загрязнённых мышьяком территорий можно высаживать сорта растений, выделяющие повышенное количество бензоксазиноидов (созданные методами классической селекции или генной инженерии). Это позволит снизить попадание мышьяка в пищевую цепь.