Fémevő növények genetikai titkai feltárva

Fémevő növények genetikai titkai feltárva
Fémevő növények genetikai titkai feltárva
Anonim

WEST LAFAYETTE, Ind. – A Purdue Egyetem tudósa azonosította és klónozta azokat a géneket, amelyekről azt gondolják, hogy a növények nagy mennyiségű fémet halmoznak fel szöveteikben.

A felfedezés várhatóan új haszonnövényeket eredményez, amelyek képesek megtisztítani az ipari szennyeződéseket, új élelmiszereket, amelyek harcolnak a betegségek ellen, és csökkentik egyes gazdálkodók munkáját.

David E. S alt, a növénymolekuláris fiziológia docense és a projekt vezető kutatója azt mondja, hogy ez a felfedezés új utakat nyit meg a növénynemesítők számára.

"Ez valóban az egyik első eszköz, amellyel a fém túlakkumulációs folyamatát manipulálhatjuk" - mondja. "Tehát most azt fogjuk tenni, hogy elkezdjük kifejezni ezeket a géneket nem felhalmozódó növényekben, hogy meglássuk, sikerül-e fémfelhalmozó növényekké alakítani őket."

A géneket az apró vad mustárból, a Thlaspi goingense-ből azonosították, amely az osztrák Alpokban élő növény, ahol túlzottan felhalmozódik a nikkel. A növény hasonló az Arabidopsis thaliana nemfém-felhalmozó növényhez, amelyet általában tudományos kutatásban használnak.

A kutatás a Proceedings of the National Academy of Science keddi (8/14) számában jelent meg.

A só szerint több mint 350 növényfajról ismert, hogy nagy mennyiségben halmoz fel fémeket, például nikkelt, cinket, rezet, kadmiumot, szelént vagy mangánt.

"A minket érdeklő növényfajok száraz biomasszájuk 1 százalékát nikkel formájában képesek felhalmozni.Egy normál üzemben 10-100 ppm nikkelt lehet találni a szöveteikben, és ezek a növények 10 000 ppm-t is felhalmozhatnak" – mondja. „Tehát nyilvánvalóan rendelkeznek ezzel a rendkívüli képességgel a fémek felhalmozására, és ezt teszik a vadonban, az ember bármiféle beavatkozása nélkül. Csak a megélhetésükért csinálják ezt."

A hiperakkumuláló növények a fémet mikroszkopikus struktúrákban tárolják sejtjeikben, amelyeket vakuólumoknak neveznek. A vakuolák membránnal bélelt szerkezetek, amelyek megvédik a sejt többi részét a fém toxikus hatásaitól. Érdekes módon a vakuolákat körülvevő védőmembránok nagyon hasonlítanak az emberi máj sejtmembránjaihoz, amelyek hasonló funkciót látnak el.

A tudósok nem teljesen biztosak abban, hogy egyes ritka növények miért próbálnak annyi fémet megragadni, amennyit csak tudnak, de a tanulmányok szerint ezt azért teszik, hogy megakadályozzák a rovarok és más élőlények megfogyasztását.

Ahogy az emberek utálnak ráharapni egy darab alumíniumfóliára, a rovarok hajlamosak elkerülni a fém ízű növények megevését.

"El tudod képzelni, ha egy poloska vagy, és megharapsz egy növényt, és 10 000 milliomod rész nikkel van a levelében, akkor nem lesz túl jó az íze" - mondja nevetve S alt..

A tudósokat érdekli a fém túlakkumuláló növények alkalmazása a szennyezett barnamezős területek megtisztítására. A kutatók úgy vélik, hogy a nehézfémmel vagy radioaktív anyagokkal szennyezett talajt meg lehet tisztítani olyan kultúrnövények felhasználásával, amelyek képesek felszívni az anyagot. Ezt a folyamatot bioremediációnak, pontosabban növények alkalmazásakor fitoremediációnak nevezik.

"Képzeld el, ha egy tereed kadmiummal szennyezett. Jelenleg az a lehetőség, hogy kerítést húzol köré, és feliratkozhatsz arra, hogy maradjanak kint, építsenek rá parkolót, vagy ássák ki az egészet. a talajt, és szállítsa a szemétlerakóba, ami nagyon drága” – mondja S alt. „Az ötlet az lenne, hogy olyan növényeket vegyünk ki, amelyek fémet halmoznak fel – lényegében kitermelhetnénk a fémet a földből.Öt vagy tíz év alatt, ha ott termesztenek vetésforgót, eltávolíthatja a fémet a helyszínről. Az a szép, hogy olcsó, és a végén marad egy talaj, amit másra is fel lehet használni."

A só szerint a természetben található fém túlakkumuláló növényeket nem használnák fitoremediációra, mert mindegyik kicsi és lassan nő. Ehelyett a tudósok áthelyezhetik a S alt és munkatársai által azonosított géneket gyorsan növekvő, nagy növényekbe, például fűfélékbe.

A S alt munkájának másik előnye a funkcionális élelmiszerek – olyan élelmiszerek, amelyek bizonyos területeken hiányzó mikroelemeket tartalmaznak az étrendből. A fémek kis adagokban nélkülözhetetlen tápanyagok, de a világ egyes régióiban hiányoznak olyan élelmiszerek, amelyek elegendő mennyiségben tartalmazzák ezeket a mikrotápanyagokat, ami súlyos egészségügyi problémákat okoz. A S alt és munkatársai által azonosított genetikai eszközök segítségével a tudósok elkezdhetik az ezeket az alapvető mikrotápanyagokat tartalmazó élelmiszerek biomérnöki tervezését.

A kutatás harmadik alkalmazása a növények táplálkozásának javítására irányulna. "Ahelyett, hogy cinkhiányos régióban él, a talajba cinket adna, miért ne lehetne magát a búzanövényt cinkhatékonyabbá tenni, hogy csökkentse a mezőgazdasági ráfordításokat?" Só kérdi.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei