Кадмий в какао-бобах – растущая проблема для фермеров Латинской Америки. Из-за ужесточения нормативов Евросоюза поставщики несут убытки, так как партии с высоким содержанием тяжёлого металла бракуются. Особенно остро вопрос стоит в регионах с вулканическими почвами, где кадмий присутствует в высокой концентрации.
Международная группа учёных из Колумбийской корпорации сельскохозяйственных исследований (AGROSAVIA) и Университета штата Пенсильвания впервые детально изучила, как деревья какао реагируют на кадмий на молекулярном уровне. Исследователи сравнили два генотипа: один активно накапливает металл, другой – слабо. Результаты работы опубликованы в журнале Plant and Soil.
Выяснилось, что устойчивый к кадмию сорт не просто пассивно сопротивляется, а задействует сложную защитную стратегию. Растение резко сокращает активность генов, отвечающих за работу транспортных белков, которые переносят металлы внутрь из почвы. Таким образом, дерево блокирует основные пути поступления кадмия в корни.
Самым неожиданным открытием стала связь этой защиты с реакцией на засуху. В ответ на присутствие кадмия корни дерева начинают усиленно вырабатывать абсцизовую кислоту – гормон, который регулирует водный баланс. Гормон поступает в листья и заставляет их закрывать устьица – микроскопические поры на поверхности. Это замедляет испарение воды и, как следствие, снижает пассивное поступление растворённого в ней кадмия к корням.
Это открытие имеет большое практическое значение. Генетические механизмы, отвечающие за устойчивость к засухе и эффективное использование воды, могут одновременно помогать растению не накапливать кадмий. Селекционеры в Колумбии, Эквадоре и Перу, где засуха и загрязнение почв кадмием – две ключевые проблемы, смогут целенаправленно выводить более безопасные и выносливые сорта какао.
Хотя полученные выводы требуют дальнейшего подтверждения, исследование даёт селекционерам конкретный набор генетических маркеров. Это позволит создавать новые сорта не случайно, а на основе точных молекулярных данных, что в перспективе поможет решить проблему кадмия в шоколаде.