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。植物保護學院楊龍教授領銜的科研團隊從轉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，耐鎘相關轉錄因子（WRKY、MYB、NAC、bHLH）表達量較高，提高了K326對鎘的耐受性。導致K326根系和葉片超微結構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。

圖1. K326和NC55葉片響應Cd脅迫的差異表達基因

圖2. K326和NC55在鎘轉運和耐受性方面的差異

植物保護學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，相關研究得到了山東省現(xiàn)代煙草產業(yè)技術體系的資助。

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

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波