水稻抗砷

水稻植株astol1
孙盛凯/自然传播

大米主食的农业培养患者可能污染的砷可能会污染,可以通过根部吸收谷物。在调查对4,000多种大米变种的米饭中,一个中国 - 德国研究团队在Heidelberg University(CoS)与南京农业大学南京农业大学南景省教授(中国)发现一种抗毒素的植物变体。虽然植物在砷污染的田地中茁壮成长,但谷物含有比其他水稻植物更少的砷。同时,该变体具有痕量的微量元素硒的含量升高。

研究人员解释说,特别是在亚洲的农业地区,越来越多的类金属砷通过大规模施肥或废水污泥进入地下水。因为水稻是在水下的田地里种植的,这些植物通过根部吸收大量的砷,从而使潜在的致癌物质进入食物链。据赫尔教授说,现在亚洲一些土壤中的砷污染非常严重,也造成了严重的作物损失,因为砷对植物本身有毒。

在他们的研究项目过程中,科学家们将4000多种水稻品种暴露在含砷的水中,然后观察它们的生长情况。所研究的植物中只有一种对有毒的类金属具有耐受性。水稻变种astol1的生物学特性是一种蛋白质中的氨基酸交换。

这种蛋白质是传感器复合体的一部分,控制氨基酸半胱氨酸的形成,半胱氨酸是合成植物螯合素的重要成分。植物对有毒金属的反应形成这些解毒物质,从而中和它们,”Hell教授解释说,他和他在COS的研究小组正在研究这种感觉复合体的功能。中和后的砷在到达可食用的稻谷之前就储存在植物的根部,可能危害人类。

在田间研究中,斯塔尔1米晶粒比常规水稻颗粒吸收了三分之一的砷,其也暴露于砷污染的水。研究人员进一步发现了含有75%的基本痕量元素硒的含量,这参与了人类的甲状腺激素的生产。至于产率,Astol1与标准的高产水稻变体一样好,这尤其适用于农业用途。

孙盛凯博士乐观地说:“将来,像astol1这样的水稻植物可以在砷污染地区用来喂养人们,并帮助对抗与饮食有关的硒缺乏症。”。这位初级研究员在南京农业大学攻读博士学位期间,帮助他发现了水稻变种。多亏了亚历山大·冯·洪堡基金会的奖学金,他从去年开始就在赫尔教授和马库斯·沃茨博士的组织研究中心工作,研究导致astol1表型的传感器复合体。

德国研究基金会正在资助这一传感器复合体的基础研究。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

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原始出版物:

孙世凯,徐旭,唐志勇,黄小燕,M.Wirtz,R.Hell,赵福杰:水稻籽粒中硫代谢的分子开关降低砷和富硒(2021)。自然通讯,https://doi.org/10.1038/s41467-021-21282-5

魏特信息:

https://www.cos.uni-heidelberg.de/index.php/r.hell?l=_e.地狱研究小组
https://www.cos.uni-heidelberg.de/index.php/m.wirtz/main?l=\U eWIRTZ研究组

媒体联系人

Marietta Fuhrmann Koch Kommunikation and Marketing公司
UniversitätHeidelberg.

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