(图中所示是用大米在拟南芥上堆叠拼写出砷的单词,该实验向我们展示了砷是如何进入食用谷物中的。来源: Gui-Lan Duan and Barry P. Rosen )
来自佛罗里达国际大学Herbert Wertheim 医学院细胞生物学药理学系的两位研究者Barry P. Rosen和Jian Chen,是研究作物种子中砷富集途径国际课题组的一员。该课题组的一项研究结果将有助于我们获得更健康的食用大米。
Rosen表示:“虽然我们对植物根茎部分如何吸收砷有详细的了解,但我们对籽粒的吸收途径却知之甚少。研究砷在诸如水稻籽粒中的富集累积方式,对于人类健康具有及其重要的意义。”
研究团队选择了模式植物拟南芥作为试验对象,他们发现植物的肌醇(一种糖类形式)转运系统可以将亚砷酸盐(砷的有毒形式)输送并累积到籽粒中,该系统中的转运蛋白也是首个被确认的功能蛋白。相关论文刊登在这一周的《自然》周刊(Nature)上。
砷,是源自矿物质中的有毒致癌物,它被用于除草剂、动物生长剂和半导体的制备。同时它也被美国环境保护署(EPA)列为有害物质首要名录的首位。根据环保署的评估,砷元素普遍存在于饮用水中,食药监局也担忧:砷元素将对食品安全造成威胁。
人类日常饮食中砷的主要摄取方式是食用作物籽粒,比如富集了砷的大米。对于全球超过25亿人口而言,大米是主要的膳食成分,来自美国大米生产协会提供的数据显示,每个美国人平均一年需要消耗25磅的大米。
作为植物砷富集领域的研究者,Rosen表示,这一发现可以为我们提供全新的水稻培育方式,届时我们有望获得具有较少砷含量的更健康的食用大米。
相关链接:
肌醇转运蛋白AtINT2和AtINT4对拟南芥籽粒砷富集的调节作用
地 下水和土壤中的砷污染时刻威胁着地球上数以万计的人口的健康。了解作物,例如水稻对砷的吸收方式具有极其重要的意义。研究者们已经熟知多种植物,包括水稻 的根系部分对砷的吸收方式,既通过膜转运蛋白吸收土壤或水体中的砷,再经木质部转运到地上部分。但是,究竟是何种蛋白具有将砷元素从木质部转运到韧皮部和 籽粒中的作用却仍未可知。在本试验中,拟南芥中负责从韧皮部吸收肌醇的蛋白同时担任了转运砷的任务。装配有AtINT2和AtINT4蛋白的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae )工程菌表现出砷富集量的增加和对亚砷酸盐敏感度的增强。同样的,爪蟾卵母细胞(Xenopus laevis oocytes )中AtINT2的表达也触发了亚砷酸盐的吸收。在对拟南芥根部施放亚砷酸盐肥料的试验中,相较于对照组野外植株而言,如果干扰实验组中植株tINT2和AtINT4的表达,则会降低韧皮部、角果和籽粒中砷的含量,如果将施肥部位改为叶片也得到了相同的结果。因此我们认为,拟南芥的肌醇转运蛋白具有将亚砷酸盐转运到韧皮部,继而输送至籽粒中的作用。
引用期刊:《自然?植物》(Nature Plants)
资料来源:佛罗里达国际大学
翻译:冼 妍 校对:丁可含
链接:http://phys.org/news/2015-12-scientists-arsenic-seeds.html
留言