知道，HAC1可有效阻止植物體內(nèi)砷的積累。中科院上海生科院植生生態(tài)所植物分子遺傳國家重點實驗室晁代印研究組，與英國阿伯丁大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位合作克隆了該基因，相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)公共圖書館·生物學(xué)》雜志。隨著工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的擴張，砷等重金屬大量流入農(nóng)田。土壤中的砷經(jīng)由植物進入食物鏈，最終走上餐桌。人類攝取后，可能患上皮膚癌、肺癌等重大疾病。他們發(fā)現(xiàn)，模式植物擬南芥葉片砷含量存在巨大的自然變異。研究人員進而鑒定出控制這一變異的重要功能基因——HAC1。實驗表明，HAC1可有效阻止植物體內(nèi)砷的積累，而其突變可導(dǎo)致植物體內(nèi)積累高達數(shù)百倍的砷。自然界中砷的化合物多以砷酸鹽的形態(tài)存在于土壤中，而砷酸鹽在化學(xué)性質(zhì)上與植物生長過程中需要大量吸收的磷酸鹽非常相似。植物負責(zé)吸收磷酸鹽的運輸?shù)鞍缀茈y區(qū)別兩者，因而經(jīng)常“失誤”地錯將土壤中的砷酸鹽一并帶入體內(nèi)。這些借機闖入植物根部的砷一旦向葉、莖及果實等部位遷移，就會危害植物的生長代謝。為此，植物進化出一個全新的砷酸鹽還原酶HAC1，“駐守”在根的外皮層及根毛細胞中，專職“逮捕”“混入”的砷酸鹽，并將其催化，使其“改頭換面”變成亞砷酸鹽。亞砷酸鹽與磷酸鹽化學(xué)性質(zhì)迥異，植物可輕松識別，因此可利用其他運輸?shù)鞍讓⑸椤扒不卦薄鞣诺襟w外，或“送進監(jiān)獄”——束縛在根部液泡中，從而限制砷向地上重要器官遷移。此次研究成果揭示了一個全新的植物砷解毒分子機制，對于限制砷向植物以及食物鏈遷移、降低農(nóng)作物砷含量和利用植物進行砷污染土壤的修復(fù)都具有重大的應(yīng)用價值，有望解決糧食砷污染問題。

總結(jié)

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