Английские ученые обнаружили в корнях рисовых культур ферменты, помогающие растениям защититься от действия мышьяка за счет преобразования его в менее опасную форму и вывод обратно в почву.

Свои выводы специалисты представили на ежегодной встрече Американской ассоциации содействия развитию науки.

Попадая через корни в сосудистую систему риса, мышьяк переносится в листья и зерна, объяснил организатор исследования, биолог Дэвид Солт из Ноттингемского университета в Англии. Вещество способно накапливаться в растении до опасных концентраций. Так как мышьяк бывает естественным компонентом почвы, изучение генетических защитных механизмов может помочь в создании культур, менее склонных к его накоплению.

Вещество в земле находится в 2 формах – ионах с разными электрическими зарядами. Процесс поглощения зависит от состояния почвы. Если земля сырая, рис более склонен получать арсенит, когда она подсыхает – арсенат. Растения используют разные механизмы для поглощения и обработки ионов мышьяка. В почвах, богатых арсенатом, частицы проникают во внешний слой корневых клеток через специальные транспортные каналы. Обычно по ним через мембраны движутся ионы фосфатов. Превращение арсената в арсенит позволяет корням вытолкнуть вещество обратно в почву с помощью процесса истечения. Но ученые раньше не знали, как растение меняет состояние мышьяка.

Команда Солта выяснила, что в процессе участвуют ферменты HAC1;1 и HAC1;2. Без их рабочих генов преобразование не происходило, и в побегах накапливался арсенат. Когда ученые заставили другие рисовые растения вырабатывать больше этих ферментов, в зернах уменьшилась концентрация всех форм мышьяка.

Арсенит попадает в корни по тем же каналам, что и кремний. Растение довольно эффективно избавляется от него с помощью истечения, но у него есть ограничения по скорости выведения ионов. Сейчас исследователи ищут способ защитить растения от обеих форм мышьяка.