Chất chuyển hóa đặc biệt từ rễ bắp làm giảm độc tố arsenic: “benzoxazinoids”

 Chất chuyển hóa đặc biệt từ rễ bắp làm giảm độc tố arsenic: “benzoxazinoids”

Nguồn: V Caggìa et al. 2024. Root-exuded specialized metabolites reduce arsenic toxicity in maize. PNAS March 26 2024; 121 (13) e2314261121

 

Các mức độ của độc tố arsenic trong đất có thể làm giảm năng suất cây trồng đáng kể. Ở đây, người ta công bố một cơ chế giảm giảm tích tụ arsenic và giảm độc tính của nó. Benzoxazinoids, một lớp có tính trội của chất biến dưỡng chuyên biệt (còn được gọi là chất biến dưỡng thứ cấp) được mễ cốc sản sinh ra ví dụ như lúa mì và bắp, chúng có thể làm giảm sự hấp thu arsenic và cải tiến hiệu suất thức vật trong nhà kính và trên đồng ruộng. Bên cạnh đó, sự tiết dịch benzoxazinoid vào đất làm tăng cường hiệu suất của những thế hệ con cháu của cây trong đất có nồng độ arsenic cao. Công trình nghiên cứu này mở rộng các chiến lược kháng trên cơ sở di truyền để ổn định năng suất cây trồng trong hệ sinh thái nông nghiệp bị ô nhiễm.

 

Nhờ giải phóng được các chất biến dưỡng chuyên biệt, cây cải thiện được môi trường của chúng. Liệu rằng và bằng cách nào những chất biến dưỡng bảo vệ được cây chống lại mức độ độc chất của nguyên tố vi lượng (trace elements) thì người ta chưa biết rõ. Tác giả đánh giá liệu rằng các benzoxazinoids, được phóng thích vào đất bằng những loài mễ cốc chính, có thể tạo hành lang bảo vệ độc tố arsenic hay không. Benzoxazinoid sản sinh từ cây bắp thực hiện tốt hơn trong đất bị nhiễm độc arsenic hơn các dòng đột biến thiếu benzoxazinoid theo kết quả xét nghiệm nhà kính và trên ruộng. Thêm benzoxazinoids vào đất khôi phục được tác dụng bảo vệ, và ảnh hưởng này còn kéo dài cho đến thế hệ cây con tiếp theo thông qua phản hồi tích cực của đất và cây. Mức độ arsenate trong đất và mức độ arsenic tổng số trong rễ đều thấp hơn khi có sự hiện diện của benzoxazinoids.

 

Xem https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2314261121