O plantă acvatică, posibilă soluție a instabilității alimentare globale

Azolla este o ferigă acvatică unică, datorită simbiozei permanente cu o cianobacterie fixatoare de azot, nostoc azollae. Aceasta este esențială pentru capacitatea de creștere rapidă a plantei, care își poate dubla biomasa la fiecare două zile. Pe lângă contribuția la fixarea azotului, azolla este folosită de secole ca biofertilizant în agricultura de orez și ca hrana pentru animale. Totodată, are o capacitate de captare a dioxidului de carbon și eliminare a fosfaților și nitraților din apa contaminată, contribuind astfel la reducerea schimbărilor climatice.
Azolla este considerată o potențială sursă alimentară pentru oameni, însă s-au ridicat întrebări privind siguranța consumului uman din cauza posibilei prezențe a cianotoxinelor în simbiontul său, nostoc azollae. Cianotoxinele sunt produse de unele specii de cianobacterii și includ neurotoxine și hepatotoxine, care pot avea efecte toxice majore asupra sănătății umane prin consumul de alimente contaminate.

Cercetătorii de la Penn State au investigat prezența cianotoxinelor, incluzând microcistina, nodularina, saxitoxina, cilindrospermopsina și anatoxina-a, la șapte specii de azolla și simbiontul lor nostoc azollae, pentru a evalua siguranța acestora ca aliment.

Rezultate

Detectarea genelor asociate cu producția de cianotoxine

Prin PCR, 12 gene codificatoare pentru cianotoxine au fost analizate la toate speciile de azolla, iar rezultatele au indicat absența acestor gene în ADN-ul speciilor de azolla și al simbiontului lor. Analizele genetice au confirmat că nici azolla, nici nostoc azollae nu conțin gene necesare sintezei acestor toxine.

Detectarea BMAA (β-N-metilamino-L-alanină)

Studiul a folosit două metode de analiză LC-MS/MS pentru detectarea BMAA, un aminoacid neurotoxic asociat cu diverse tulburări neurodegenerative. Ambele metode au arătat absența BMAA și a izomerilor săi (2,4-diaminobutiric și AEG) în toate speciile analizate de azolla și simbiontul lor.

Rezultatele sugerează că simbiontul nostoc azollae a pierdut genele responsabile de sinteza cianotoxinelor de-a lungul evoluției, în contrast cu cianobacteriile libere care sunt încă capabile să sintetizeze astfel de toxine. Această modificare genetică a fost probabil o adaptare la simbioza permanentă cu azolla.

Aceste concluzii sunt relevante pentru utilizarea azolla ca sursă alimentară sigură pentru consumul uman. De asemenea, având în vedere capacitatea de a elimina poluanții din mediu fără a bioacumula cianotoxine, azolla poate contribui la un mediu mai sănătos.

Concluzii

Studiul a demonstrat că azolla și simbiontul său nostoc azollae nu conțin cianotoxine comune și nu produc BMAA. Aceste date sugerează că azolla poate fi considerată un aliment sigur și nutritiv, fără riscuri majore de toxicitate cianobacteriană pentru consumul uman.

sursa: Science Daily
foto: Penn State