重金屬鎘是土壤主要的污染物之一，嚴重抑制煙草生長，降低煙葉品質(zhì)。植物保護學(xué)院楊龍教授領(lǐng)銜的科研團隊從轉(zhuǎn)錄和生理方面解析了鎘脅迫對耐受品種K326和敏感品種NC55鎘積累及鎘耐受性差異的作用機制。相關(guān)研究成果“Effects of cadmium on transcription, physiology and ultrastructure of two tobacco cultivars”在《Science of The Total Environment》上發(fā)表。

該研究發(fā)現(xiàn)鎘脅迫下NC55中NtNRAMP5基因的表達量顯著高于K326，導(dǎo)致NC55葉片中積累了更多的鎘。同時，NtNRAMP3a,NtNRAMP3b和NtNRAMP6在NC55中的高表達增加了NC55對鎘的敏感性。另外，鎘脅迫下K326中POD活性較高，ROS和MDA積累量較低，ABA含量較高，耐鎘相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（WRKY、MYB、NAC、bHLH）表達量較高，提高了K326對鎘的耐受性。導(dǎo)致K326根系和葉片超微結(jié)構(gòu)受鎘損傷程度均低于NC55，氮代謝和光合作用速率均高于NC55。最終導(dǎo)致鎘脅迫下K326生物量顯著高于NC55。這項研究闡明了煙草葉片鎘積累和鎘耐受性的機理，為培育低鎘積累、高鎘耐受性煙草品種奠定了理論基礎(chǔ)。

圖1. K326和NC55葉片響應(yīng)Cd脅迫的差異表達基因

圖2. K326和NC55在鎘轉(zhuǎn)運和耐受性方面的差異

植物保護學(xué)院煙草系碩士生劉治國和吳修哲為該論文的共同第一作者，煙草產(chǎn)業(yè)體系專家劉朋副教授和楊龍教授為論文的共同通訊作者，相關(guān)研究得到了山東省現(xiàn)代煙草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.161751

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波