فسفيت، بيوتكنولوژي و كشاورزي نوين (مقاله علمي-مروري)

Phosphite, Biotechnology, Modern agriculture

فسفيت شكل احيا شده‌اي از فسفات است، كه در آن يك اتم اكسيژن با هيدروژن جايگزين شده و اين جايگزيني، بر عملكرد آن در موجودات زنده تأثير قابل توجهي دارد. فسفيت به راحتي از طريق ناقل‌هاي فسفات به سلول‌هاي گياهي وارد مي‌شود. با اين‌حال، گياهان توانايي استفاده از فسفيت را به‌عنوان منبع فسفر ندارند و اين ويژگي باعث ايجاد محدوديت در استفاده از اين ماده به‌ عنوان كود شده است؛ و ليكن فسفيت به‌عنوان قارچكش و محرك زيستي در كشاورزي كاربرد داشته است. برخي باكتري‌ها قابليت اكسيداسيون فسفيت به فسفات، جهت انجام عملكردهاي مختلف سلولي را دارا هستند. در دهه گذشته، سازوكار مولكولي اين اكسيداسيون روشن شده است كه توسط آنزيم فسفيت اكسيدوردوكتاز يا فسفيت دهيدروژناز انجام مي‌شود. فسفيت در مقادير بسيار زياد در صنايع شيميايي گوناگون به‌عنوان يك محصول جانبي يا پسماند توليد ميشود كه بازيافت نمي‌شود. شناسايي آنزيم فسفيت دهيدروژناز كه قادر به اكسيداسيون فسفيت به فسفات است مسيري جديد براي استفاده از اين پسماندها گشوده است. به‌تازگي نيز گزارش‌هايي مبني بر توليد گياهان تراريخته بيان‌كننده ژن ptxD (Phosphite-NAD+ oxidoreductase) منتشر شده است. در عمل، ژن ptxD مي‌تواند خود به‌عنوان يك ژن انتخابگر براي انتخاب گياهان تراريخته به‌كار رود. با توليد اين گياهان تراريخته فسفيت قابليت استفاده به‌عنوان علف‌كش و حتي كود فسفره را خواهد داشت.

Phosphite is a reduced form of phosphate, wherein an oxygen replaces a hydrogen atom, and this substitution has a significant effect on its performance in living organisms. Phosphite is readily transfered into plant cells through phosphate transporters. However, plants do not have the ability to use phosphite as a phosphorus resourc such that this property has limited the use of phosphite as fertilizer; however, phosphite has been used as a fungicide and biostimulant in agriculture. Some bacteria are able to oxidize phosphite into phosphate to cover for various cellular functions. In the last decade, the molecular mechanism of this biological oxidation has been elucidated to occure by the enzyme phosphite oxidoreductase or phosphite dehydrogenase. Phosphite is produced in large quantities in various chemical industries as a by-product or waste that is not recycled. The identification of the enzyme phosphite dehydrogenase, that catalyses the oxidation of phosphite to phosphate, has opened a new path for the recycle of this waste. Recently, there have been reports for the production of transgenic plants expressing ptxD gene. In practice, ptxD gene can be used as a marker in the selection of transgenic plants. By producing these transgenic plants, phosphite can be used as a herbicide and even as a phosphorus fertilizer.