英國研究人員已經確定了一種變異植物，它能夠在被高濃度炸藥TNT汙染的土壤中茁壯成長。這一發現為清理世界各地的大片土地開闢了道路——主要是軍事射擊場——這些土地受到了劇毒且永續性化合物的汙染。此外，該團隊還查明瞭TNT在植物中發揮毒性的機制，並表示這可能導致新型除草劑的開發。
尼爾·布魯斯和約克大學的同事篩選了數千株透過傳統育種方法在其基因組中發生突變的擬南芥植物。“我們發現了一種單一的突變體，它在TNT汙染的土壤上存活並正常生長，”布魯斯說。
團隊原本預計這種突變體含有一種能夠解毒TNT的酶，但驚訝地發現，事實上，該植物缺乏一種特定的酶，稱為單脫氫抗壞血酸還原酶6 (MDHAR6)，該酶參與維生素C的回收。這種酶存在於線粒體中，線粒體是產生植物化學能的特殊結構。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
該團隊將MDHAR6基因縫合到大腸桿菌細菌中，使得該酶能夠大量合成，用於純化，然後進行針對TNT的分析。“我們看到該酶正在還原TNT上的一個硝基，產生一個硝基自由基，而這反過來又與大氣中的氧氣反應，產生對細胞結構有害的活性有毒氧，”布魯斯說。結果是線粒體變得癱瘓，這對植物是致命的。
該酶的缺乏不會損害植物，因為細胞的其他地方也存在其他形式的酶，這些酶能夠發揮維生素C的回收作用。
這一發現表明，缺乏這種酶的植物品系可以用於清除受汙染場地上的TNT，吸收並將其捕獲在根部內，從而有效地將其從環境中去除——這種概念被稱為植物修復。此外，由於MDHAR6僅存在於植物細胞中，因此有可能設計出類似於TNT但不具有環境毒性的化合物來作為除草劑。
美國愛荷華大學的傑拉爾德·施諾爾表示，這項工作非常重要。“轉基因植物，如轉基因柳枝稷，可以用於清理受汙染的靶場，”他指出。“世界各地有數百萬公頃的受汙染場地，那裡殘留著像TNT和RDX[另一種炸藥]這樣的化學物質。該論文表明，改良植物降解TNT的速度至少與正常植物一樣快，而不會屈服於毒性。”