【食安中國(guó)網(wǎng)訊】本網(wǎng)最新消息, 上海生科院植物生理生態(tài)研究所植物分子遺傳國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的晁代印研究組與英國(guó)阿伯丁大學(xué)及南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)現(xiàn)了控制植物內(nèi)砷積累調(diào)控的關(guān)鍵基因HAC1，為培育低砷或無(wú)砷植物奠定了良好基礎(chǔ)。國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《PLoSBiology》日前在線刊發(fā)了相關(guān)研究論文，并做了專題報(bào)道。據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)是借助PerkinElmer NexION 300D及ElanDRC ICP-MS進(jìn)行植物離子組學(xué)的分析，并使用HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)分析植物樣品中不同形態(tài)的砷含量。

　　據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，模式植物擬南芥葉片砷含量存在著巨大的自然變異，利用全基因組關(guān)聯(lián)分析以及圖位克隆技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了控制這一變異的重要功能基因HAC1(High Arsenic Content)。HAC1可有效阻止植物體內(nèi)砷的積累，而其突變則導(dǎo)致植物體內(nèi)積累高達(dá)數(shù)百倍的砷。原來(lái)，該基因可使植物產(chǎn)生砷酸鹽還原酶，并主要分布在根的外皮層及根毛細(xì)胞中。由于自然界中的砷多以砷酸鹽的形式存在，而砷酸鹽在化學(xué)性質(zhì)上與磷酸鹽非常相似，因此植物很難區(qū)分兩者，從而在吸收礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)磷酸鹽的同時(shí)也將砷酸鹽攝入體內(nèi)。為了限制砷向地上部遷移而危害植物的生長(zhǎng)代謝，在植物根部的外表皮和根毛中高度表達(dá)HAC1蛋白，有效識(shí)別砷酸鹽并將其催化形成與磷酸鹽化學(xué)性質(zhì)迥異的亞砷酸鹽并排出植物體外。該基因的發(fā)現(xiàn)在促進(jìn)我們理解植物耐砷分子機(jī)制的同時(shí)，也為將來(lái)培育低砷甚至無(wú)砷農(nóng)作物提供重要的操作靶標(biāo)，具有重大的應(yīng)用潛力。

　　該研究團(tuán)隊(duì)借助PerkinElmer NexION 300D及ElanDRC ICP-MS進(jìn)行植物離子組學(xué)的分析，并使用HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)分析植物樣品中不同形態(tài)的砷含量。離子組學(xué)的概念是由David E. Salt 教授及其同行在2003年提出，它主要研究的是生物體中的離子及其無(wú)機(jī)化合物，利用現(xiàn)代高通量的元素分析手段(如ICP-MS/OES)在分析植物離子組的基礎(chǔ)上，結(jié)合生物信息學(xué)和功能基因組學(xué)等手段，在基因組的規(guī)模上對(duì)植物體內(nèi)的離子譜(Ion Profile)進(jìn)行繪制、對(duì)比研究，從而系統(tǒng)地研究揭示植物體內(nèi)控制離子平衡的遺傳網(wǎng)絡(luò)與分子機(jī)制?？梢哉f(shuō)，離子組學(xué)的發(fā)展與PerkinElmer ICP-MS息息相關(guān)，從最初的提出到現(xiàn)在的逐漸成熟，從Elan系列到NexION 350系列ICP-MS，PerkinElmer快速、高效、高靈敏度和優(yōu)異穩(wěn)定性的儀器將幫助科學(xué)家在植物離子組學(xué)的道路上探索更多自然奧秘。