近日，植物保護(hù)學(xué)院煙草團(tuán)隊(duì)在Journal of Hazardous Materials在線發(fā)表了題為“Integrated physiological, transcriptomic, and metabolomic investigation reveals that MgO NPs mediate the alleviation of cadmium stress in tobacco seedlings through ABA-regulated lignin synthesis”的研究論文。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)為該論文的第一單位，秦孟展碩士為該論文的第一作者，劉朋副教授為該論文的通訊作者。

鎘（Cadmium）對(duì)農(nóng)業(yè)的危害是嚴(yán)重而持久的，如何減少鎘對(duì)農(nóng)作物的危害是一個(gè)重要課題。植物降低鎘毒性的方式大致可分為兩部分：一方面，減少鎘吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。這主要通過(guò)降低相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一方面，將游離的鎘固定減少它的流動(dòng)性。在這過(guò)程中細(xì)胞壁作為第一道防御起著非常重要的作用。

本研究通過(guò)使用氧化鎂納米材料（MgO NPs）來(lái)減少水培條件下鎘對(duì)煙苗的損害并深入解析其中的機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，MgO NPs可有效減輕鎘對(duì)煙草幼苗的危害，主要通過(guò)減少鎘吸收和調(diào)節(jié)鎘分布來(lái)實(shí)現(xiàn)。深入研究發(fā)現(xiàn)一個(gè)關(guān)鍵因素：MgO NPs促進(jìn)ABA的合成起核心調(diào)控作用。ABA通過(guò)兩種不同的機(jī)制，不僅減少了鎘的吸收，而且促進(jìn)了細(xì)胞內(nèi)鎘在非活性成分（細(xì)胞壁）中的儲(chǔ)存。首先，ABA下調(diào)NRAMP、bZIP、HMA等鎘吸收相關(guān)基因的表達(dá)，從而降低鎘吸收。其次，ABA激活了苯丙烷生物合成途徑，促進(jìn)了細(xì)胞壁主要成分木質(zhì)素的合成。木質(zhì)素含有可以固定鎘的功能化學(xué)基團(tuán)，使其固定在細(xì)胞壁上。這減少了鎘在細(xì)胞膜和細(xì)胞器中的分布。

本研究得到了楊龍、張麗、侯欣等老師的支持，獲山東省現(xiàn)代煙草產(chǎn)業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136693

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審      核：賈    波