浙江
南瓜和西葫蘆等葫蘆科植物之所以能大量吸收和積累污染物，是源于其體內一種微小蛋白質結構的差異。這一發現不僅有助于培育更安全、更可持續的農作物，還為未來利用植物修復受污染土壤提供了新思路。
葫蘆科植物（包括南瓜、西葫蘆、黃瓜和甜瓜等）有一種特殊能力——能從土壤中吸收并將污染物儲存在可食用部分。神戶大學農業學家乾英之（Hideyuki Inui）指出，“這些污染物不易降解，因而對食用者構成健康風險；而其他許多作物并不存在類似問題，這正激發了我們探究其根源的興趣。”
此前研究團隊發現，這些葫蘆科植物具有一類能與特定污染物結合的蛋白質。該蛋白質會幫助污染物在植物體內運輸。今年早些時候，研究人員已確認蛋白質的結構形態和其對污染物的結合強度，決定了污染物能否積累在地上部位。不過，他們還注意到，葫蘆科不同品種之間積累污染物的能力也存在差異，而高積累品種的植物液中含有蛋白質的濃度明顯更高。
最新發表的論文揭示，葫蘆科高積累品種的蛋白質變體能夠直接釋放到植物液體中，而其他品種的蛋白質則留在細胞內部。研究人員發現，蛋白質中極細微的氨基酸序列變化就像“信號標簽”，決定其被細胞保留還是釋放出去。通過將高積累蛋白變體注入煙草植物，實驗中煙草也表現出了類似的蛋白質分泌特性。“只有被分泌出的蛋白才能在體內遷移至地上部分，這也是高低積累品種的本質區別。”乾英之解釋。
掌握污染物在植物體內移動機制后，科學家有望通過調控相關蛋白質，培育出不易積累有害物質的安全品種，或者運用基因改造改變蛋白質的行為，提高其凈化能力。此外，這一成果也為環境治理帶來希望。乾英之表示，團隊研究初衷之一就是利用某些植物有效檢測并分解有毒物，“未來可以培育更高效吸收土壤污染物的植物，從而發展土壤修復新技術。”
該研究已在《植物生理與生物化學》期刊發表，項目得到了日本學術振興會和村尾教育基金會支持。
編譯自/ScitechDaily
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