บอสตัน — เมื่อถูกหยั่งรากแล้ว พืชไม่สามารถหนีจากดินที่มีสารหนูปนเปื้อนได้ แต่พวกมันอยู่ห่างไกลจากสิ่งที่ช่วยไม่ได้ นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุเอ็นไซม์ที่ช่วยให้รากของต้นข้าวเชื่องสารหนู แปลงให้อยู่ในรูปแบบที่สามารถผลักกลับเข้าไปในดินได้ นักวิจัยรายงานเมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ในการประชุมประจำปีของ American Association for the Advancement of Science ซึ่งปล่อยให้องค์ประกอบที่เป็นพิษน้อยลงในเมล็ดพืชซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์
เดวิด ซอลท์ นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยนอตติงแฮมในอังกฤษ
ผู้ดำเนินการวิจัยล่าสุด กล่าวระหว่างการแถลงข่าวว่า เมื่อหนอนสารหนูเข้าสู่รากของต้นข้าวและเข้าสู่ระบบหลอดเลือด “มันถูกลำเลียงเข้าไปในใบและเมล็ดพืช” . ภายในโรงงาน สารหนู “สามารถสะสมจนถึงระดับที่อาจเป็นพิษได้หากสะสมเป็นเวลานาน”
เนื่องจากสารหนูเกิดขึ้นตามธรรมชาติในดิน การทำความเข้าใจพื้นฐานทางพันธุกรรมสำหรับกลไกการป้องกันตามธรรมชาติของพืชอาจช่วยให้นักวิจัยออกแบบพืชที่ใช้สารหนูน้อยกว่าได้ Mary Lou Guerinot นักชีววิทยาจาก Dartmouth College กล่าว
หมดปัญหา
พืชสร้างเอนไซม์ HAC1 (แสดงเป็นสีเขียว) ในเซลล์ชั้นนอกของราก ซึ่งเอนไซม์ช่วยให้เซลล์รากกำจัดสารหนูได้ นักวิทยาศาสตร์พิจารณาการกระจายตัวของเอ็นไซม์ที่ระดับรากที่แตกต่างกันสามระดับ — ส่วนปลาย เขตการเจริญเติบโต และส่วนที่โตเต็มที่ของรากที่ไม่เติบโตอีกต่อไป
S. SHI ET AL/PLANT PHYSIOLOGY 2016
สารหนูในดินจะสลับไปมาระหว่างสองรูปแบบที่แตกต่างกัน — ไอออนที่มีประจุไฟฟ้าต่างกัน รูปแบบนั้นขึ้นอยู่กับสภาพของดิน ซึ่งในนาข้าวจะผันผวนระหว่างเปียกและแห้ง พืชมีแนวโน้มที่จะดึงสารหนูจากดินเปียกของนาข้าวที่ถูกน้ำท่วม และจะมีสารหนูเมื่อดินนั้นแห้งไปเล็กน้อย พืชใช้กลไกทางเคมีที่แตกต่างกันในการรับและประมวลผลไอออนของสารหนูที่แตกต่างกัน
ในดินที่อุดมด้วยสารหนู ไอออนจะเล็ดลอดเข้าไปในชั้นนอกของเซลล์รากผ่านทางเดินพิเศษที่เรียกว่าช่องขนส่ง ซึ่งปกติแล้วจะนำไอออนฟอสเฟตผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ราก การเปลี่ยนสารหนูเป็นอาร์เซไนต์ช่วยให้รากผลักธาตุกลับคืนสู่ดินผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการไหลออก แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่าพืชเปลี่ยนรูปแบบของสารหนูอย่างไร
ทีมของซอลท์พบว่าต้นข้าวที่ไม่มียีนทำงานสำหรับเอนไซม์ที่เรียกว่า HAC1;1 และ HAC1;2 ไม่สามารถเปลี่ยนสารหนูเป็นอาร์เซไนต์ได้ มีสารหนูสะสมอยู่ในยอดพืชมากขึ้น เมื่อนักวิทยาศาสตร์สร้างยีน HAC1;1 และ HAC1;2 ในพืชข้าวอื่นๆ ผลิตเอ็นไซม์มากกว่าปกติ ธัญพืชจากพืชเหล่านั้นมีความเข้มข้นของสารหนูในทุกรูปแบบที่ต่ำกว่า
มันเป็นเพียงหนึ่งการป้องกันของหลาย ๆ คน Salt กล่าวและไม่ใช่กระสุนปืน อาร์เซเนตยังสามารถแพร่กระจายเข้าสู่ระบบหลอดเลือดของพืชจากรากผ่านทางช่องฟอสเฟต
เมื่อดินอุดมด้วยอาร์เซไนต์ รากข้าวจะนำอาร์เซไนต์ขึ้นทางช่องเดียวกับที่ใช้ซิลิคอน แม้ว่าการไหลออกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับรากในการกำจัดอาร์เซไนต์ แต่ก็มีขีดจำกัดว่าเซลล์สามารถผลักไอออนออกได้เร็วเพียงใด
ดังนั้น ในการสร้างต้นข้าวที่จัดการกับสารหนูได้ดีกว่า เกลือและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ไม่ได้มองว่ารากจะผลักสารหนูออกไปอย่างไรเมื่อเข้าไปแล้ว แต่ยังต้องเก็บสารพิษเอาไว้ตั้งแต่แรกอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ช่องทางวิศวกรรมที่ดึงแค่ฟอสเฟตหรือซิลิกอนได้ดีกว่า สามารถลดปริมาณสารหนูที่เลือกใช้ช่องทางเหล่านั้นได้
เนื่องจากสภาพดินในนาข้าวสลับไปมาระหว่างแห้งและเปียก พืชจึงต้องการกลไกการป้องกันสำหรับสารหนูทั้งสองรูปแบบ “เมื่อเรารู้แล้วว่าพืชมีรูปแบบใดและทำงานอย่างไร เราต้องการสารละลายสำหรับสารหนูและสารหนู” Guerinot กล่าว “ไม่มีวิธีแก้ไขง่ายๆ”
credit : thenevadasearch.com theweddingpartystudio.com thisiseve.net tolkienguild.org tricountycomiccon.com
