重金属镉是土壤主要的污染物之一，严重抑制烟草生长，降低烟叶品质。植物保护学院杨龙教授领衔的科研团队从转录和生理方面解析了镉胁迫对耐受品种K326和敏感品种NC55镉积累及镉耐受性差异的作用机制。相关研究成果“Effects of cadmium on transcription, physiology and ultrastructure of two tobacco cultivars”在《Science of The Total Environment》上发表。
该研究发现镉胁迫下NC55中NtNRAMP5基因的表达量显著高于K326，导致NC55叶片中积累了更多的镉。同时，NtNRAMP3a,NtNRAMP3b和NtNRAMP6在NC55中的高表达增加了NC55对镉的敏感性。另外，镉胁迫下K326中POD活性较高，ROS和MDA积累量较低，ABA含量较高，耐镉相关转录因子（WRKY、MYB、NAC、bHLH）表达量较高，提高了K326对镉的耐受性。导致K326根系和叶片超微结构受镉损伤程度均低于NC55，氮代谢和光合作用速率均高于NC55。最终导致镉胁迫下K326生物量显著高于NC55。这项研究阐明了烟草叶片镉积累和镉耐受性的机理，为培育低镉积累、高镉耐受性烟草品种奠定了理论基础。
图1. K326和NC55叶片响应Cd胁迫的差异表达基因
图2. K326和NC55在镉转运和耐受性方面的差异
植物保护学院烟草系硕士生刘治国和吴修哲为该论文的共同第一作者，烟草产业体系专家刘朋副教授和杨龙教授为论文的共同通讯作者，相关研究得到了山东省现代烟草产业技术体系的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.161751
编 辑：万 千
审 核：贾 波
