ФИТОРЕМЕДИАЦИЯ ЧАСТЕЙ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ИЗОПРОТУРОНОМ, ТРАНСГЕННЫМИ МАСЛЯНИСТЫМИ БОБАМИ

Широкое использование изопротурона [IPU] может поставить под угрозу сильное загрязнение окружающей среды и экологические функции. В этом исследовании бактериальный ген N -деметилазы PDMAB IPU переносился и экспрессировался в Хлоропласте масляного гороха [Glycine Max L. 'Zhonghuang13']. Трансгенные жирные бобы показали значительную устойчивость к PPU и деметилировали PPU in vivo до метаболита фитотоксического 3 - [4-изопропилфенил]-1-метилмочевины [MDIPU]. Трансгенные жировые бобы удаляли 98% и 84% MPU из воды и почвы в течение 5 и 14 дней соответственно, накапливая меньше MPU в тканях растений по сравнению с диким типом [WT]. В стрессовых условиях МПС трансгенные жировые бобы показали более высокие показатели симбиотической азотфиксации [общая биомасса клубеньков и более высокая нитрогеназная активность] и более стабильное сообщество ризосферных бактерий, чем WT. Однако интенсивное применение и накопление токсичных гербицидов может негативно сказаться на симбиозе бобовых. Тридцать различных гербицидов и загрязнителей окружающей среды влияли на передачу сигналов между растениями и ризобиями, задерживали образование клубеньков и снижали биологическую фиксацию азота in vitro [Fox et al., 2007]. Однако менее известно о возможном влиянии МПС на симбиотическую фиксацию N2. В этом исследовании была разработана трансгенная [TS] масляная фасоль, которая способна эффективно удалять PPU из питательной среды и восстанавливать высокую симбиотическую способность фиксировать азот при стрессе PPU и дает новое понимание взаимодействия ризосферных микроорганизмов и бобовых в условиях гербицидного стресса.

1. Dellacioppa, G., Bauer, S.C., Klein, B.K., Shah, D.M., Fraley, R.T. and Kishore, G.M. [1986] Translocation of the precursor of 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate snthase into chloroplasts of higher plants in vitro. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 83, 6873- 6877.Aktar, M.W., Sengupta, D. and Chowdhury, A. [2009] Impact of pesticides use in agriculture: their benefits and hazards. Interdiscip. Toxicol. 2, 1-12.

2. Arpaia, S., Christiaens, O., Giddings, K., Jones, H., Mezzetti, B., Moronta-Barrios, F., Perry, J.N. et al. [2020] Biosafety of GM crop plants expressing dsRNA: data requirements and EU regulatory considerations. Front. Plant Sci. 11, 13.

3. Chu, C.W., Liu, B., Liu, J.W., He, J., Lv, L.J., Wang, H.M., Xie, X.T. et al. [2020] Phytoremediation of acetochlor residue by transgenic Arabidopsis expressing the acetochlor N-dealkylase from Sphingomonas wittichii DC-6. Sci. Total Environ. 728, 138687.Baho, D.L., Rizzuto, S., Nizzetto, L., Hessen, D.O., Norberg, J., Skjelbred, B., Jones, K.C. et al. [2021] Ecological memory of historical contamination influences the response of phytoplankton communities. Ecosystems, 24, 1591-1607.

4. Cary, T.J., Rylott, E.L., Zhang, L., Routsong, R.M., Palazzo, A.J., Strand, S.E. and Bruce, N.C. [2021] Field trial demonstrating phytoremediation of the military explosive RDX by XplA/XplB-expressing switchgrass. Nat. Biotechnol. 39, 1216-1219.

5. Chauhan, L.K., Kumar, M., Paul, B.N., Goel, S.K. and Gupta, S.K. [2007] Cytogenetic effects of commercial formulations of deltamethrin and/or isoproturon on human peripheral lymphocytes and mouse bone marrow cells. Environ. Mol. Mutagen. 48, 636-643.

6. Daubech, B., Remigi, P., de Moura, G.D., Marchetti, M., Pouzet, C., Auriac, M.C., Gokhale, C.S. et al. [2017] Spatio-temporal control of mutualism in legumes helps spread symbiotic nitrogen fixation. Elife, 6, e28683.