_ Cercetătorii descoperă că porumbul reduce toxicitatea arsenului în sol

Atunci când culturile cresc în sol contaminat cu arsenic, acest element toxic se acumulează în lanțul trofic. Un studiu care a implicat Universitatea din Basel a descoperit acum un mecanism folosit de plantele de porumb pentru a reduce absorbția de arsen: factorul cheie este o substanță specială eliberată în sol de către rădăcini.

Arsenul este un metaloid toxic natural. origine. Solurile și apele contaminate cu arsenic se găsesc peste tot în lume, în special în țările din sud-estul Asiei, cum ar fi Bangladesh, Vietnam și China. De asemenea, Elveția are câteva puncte fierbinți naturale în care arsenul se găsește în concentrații peste medie. Un exemplu este solul de la Liesberg din cantonul Baselland.

„Problema specială a plantelor este că arsenul se comportă chimic similar cu fosforul”, spune profesorul Klaus Schlaeppi de la Departamentul de Științe ale Mediului de la Universitatea din Basel. . Fosforul este un nutrient important pe care plantele îl preiau prin canale speciale de transport în rădăcinile lor. „Arsenicul intră în plante prin aceste canale.”

Ca urmare, din ce în ce mai multă substanță toxică se acumulează în biomasă și intră în lanțul trofic. Pe termen lung, acest lucru afectează negativ sănătatea umană. Expunerea mare la arsen poate provoca daune neurologice și cancer, de exemplu.

Dar, după cum a raportat acum echipa lui Schlaeppi în jurnalul PNAS, porumbul reduce toxicitatea arsenului prin compuși cunoscuți sub numele de benzoxazinoide. Aceste substanțe sunt produse de majoritatea plantelor din grupul botanic al ierburilor, care include și porumbul și grâul. Porumbul produce cantități deosebit de mari de benzoxazinoide, care sunt, de asemenea, eliberate în sol prin sistemul radicular.

„Existau deja unele dovezi că porumbul consumă mai puțin arsenic decât alte specii de plante”, spune Schlaeppi.

Pentru a testa această ipoteză, cercetătorii au cultivat plante de porumb în două tipuri de sol: fără arsenic și cu niveluri ridicate de arsenic. Ei au efectuat același experiment în paralel folosind plante de porumb care nu pot produce benzoxazinoide din cauza unui defect genetic. Schlaeppi a efectuat aceste experimente în colaborare cu grupurile de cercetare ale profesorului Adrien Mestrot și ale profesorului Matthias Erb de la Universitatea din Berna.

Rezultatul a fost fără ambiguitate: porumbul care producea benzoxazinoide a crescut mai bine în solul care conținea arsenic și s-a acumulat semnificativ mai puțin arsenic în biomasa sa decât porumbul care nu emana benzoxazinoide.

Când cercetătorii au amestecat benzoxazinoide în solul care conținea arsen, plantele mutante au fost, de asemenea, protejate de toxicitatea arsenului. „Acest lucru a oferit dovada că prezența benzoxazinoidelor în sol a redus absorbția de arsen în plante”, spune Schlaeppi.

În continuare, cercetătorii au vrut să găsească mecanismul de bază care provoacă acest efect. Analizele microbiomului rădăcinii au indicat că bacteriile și ciupercile nu au fost implicate. Cu toate acestea, analizele chimice ale solului au arătat că o formă deosebit de toxică de arsen a dispărut atunci când sunt prezenți benzoxazinoizi.

„Acest lucru a indicat că benzoxazinoidele transformă arsenul în așa fel încât acesta nu mai poate fi preluat prin rădăcină, ", afirmă ea. În prezent, ce procese chimice sunt implicate este încă neclar.

Experimente ulterioare au arătat că efectul pozitiv al benzoxazinoidelor în sol a persistat mult timp: chiar și o a doua generație de porumb a beneficiat în continuare de descărcarea de benzoxazinoide din prima generație. .

„O aplicație a acestor descoperiri ar fi cultivarea în locuri contaminate cu arsenic a soiurilor de plante care eliberează mai mulți benzoxazinoizi”, spune Schlaeppi. Plantele hiperemițătoare ar putea fi generate prin reproducere clasică sau modificări genetice țintite. „Astfel am putea fi mai siguri că mai puțin arsenic intră în lanțul alimentar.”

(Fluierul)