Почему тыквы накапливают загрязнители из почвы
Тыквы, кабачки, патиссоны и их родственники накапливают почвенные загрязнители в своих съедобных частях. Команда Университета Кобе определила причину этого, что открывает путь к созданию более безопасных культур и растений для очистки загрязнённой почвы.
Растения семейства тыквенных (Cucurbitaceae), включая тыквы, кабачки, дыни, огурцы и другие, известны способностью накапливать высокие уровни загрязнителей в съедобных частях.
Агроном Университета Кобе Инуи Хидэюки говорит: «Загрязнители плохо разлагаются и, следовательно, представляют риск для здоровья людей, употребляющих плоды в пищу. Интересно, что другие растения так не делают, поэтому мне стало интересно, почему это происходит именно в этой группе».
В предыдущих исследованиях учёные из Университета Кобе идентифицировали класс белков у тыквенных, которые связываются с загрязнителями, что позволяет им транспортироваться по растению. Ранее в этом году они обнаружили, что форма белков и их сродство к связыванию загрязнителей влияют на накопление в надземных частях. Их исследование было опубликовано в Plant Physiology and Biochemistry.
«Однако эти белки существуют и во многих других растениях, и даже среди тыквенных есть сорта, более склонные к накоплению загрязнителей, чем другие. Мы заметили, что у высокоаккумулирующих разновидностей концентрация белка в соке выше», — говорит Инуи. Поэтому команда обратила внимание на секрецию белка, транспортирующего загрязнители, в растительный сок.
В той же журнале команда Университета Кобе опубликовала новые результаты, показав, что варианты белка из высокоаккумулирующих растений действительно экспортируются в сок, тогда как другие варианты остаются внутри клеток.
Они также выяснили, что это, вероятно, связано с небольшим различием в аминокислотной последовательности белка, которое действует как «метка», указывающая клетке, какие белки удерживать внутри. Команда доказала свою точку зрения, показав, что неродственные растения табака, в которые они ввели высокоаккумулирующие версии белка, также экспортировали белок в растительный сок.
Инуи объясняет: «Только секретируемые белки могут мигрировать внутри растения и транспортироваться в надземные части. Следовательно, это, по-видимому, и является отличительным фактором между сортами с низким и высоким накоплением загрязнителей».
Понимание механизма накопления загрязнителей имеет решающее значение для создания более безопасной продукции.
«Контролируя поведение белков-переносчиков загрязнителей — путём генетической модификации их способности связывать загрязнители или их выделения в растительный сок — мы считаем, что станет возможным выращивать безопасные культуры, которые не накапливают вредные химические вещества в съедобных частях», — говорит Инуи.
Но у исследователя более широкое видение.
Он объясняет: «Я начал это исследование, потому что искал растения, которые могут эффективно обнаруживать и перерабатывать загрязнители. Поэтому я также представляю, что мы могли бы использовать знания, полученные в ходе этой работы, для создания растений, более эффективно поглощающих почвенные загрязнители. Это может превратиться в технологию очистки загрязнённых почв».