畜牧家禽網(wǎng)首頁 > 技術(shù)中心> 行業(yè)動態(tài) > 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)張振華課題組揭示糧油作物重金屬鎘定向分配和修復(fù)的生理分子機(jī)制(圖)
畜牧家禽網(wǎng) 來源:植物科學(xué)最前沿 閱讀數(shù):
南方稻油輪作區(qū)為糧油作物生產(chǎn)提供了得天獨(dú)厚的氣候、土壤條件,但是該區(qū)域稻田土壤鎘含量超標(biāo)的問題不容忽視。對于湖南地區(qū)糧油作物來說,如何培育出可食用部位Cd低積累(或不積累),而其他生物量(比如秸稈)Cd 適度積累的“修復(fù)型作物”將是解決這一問題比較理想的策略。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),有兩個(gè)至關(guān)重要的理論瓶頸需要取得突破;植物體內(nèi)重金屬Cd的定向分配機(jī)理。植物對重金屬Cd耐受機(jī)理。
近日(6月24日)湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)張振華老師課題組在國際頂尖期刊Journal of Experimental Botany (5年影響因子6.3)發(fā)文“Multiomics landscapes uncover the pivotal role of subcellular reallocation of cadmium in regulating rapeseed resistance to cadmium toxicity ” 。闡明了油菜地上部液泡鎘區(qū)隔能力強(qiáng),以及地下部細(xì)胞壁鎘阻隔能力強(qiáng)是油菜有更高鎘抗性的根本原因:本課題利用196份油菜核心品系,從中篩選出鎘毒抗性品種Z11和鎘毒敏感品種W10,二者在鎘毒脅迫下具有顯著的表型差異。Z11和W10植株器官水平鎘濃度并無顯著差異;然而,Z11地上部液泡和根部細(xì)胞壁鎘濃度顯著高于W10,這說明鎘的液泡區(qū)室化分隔和細(xì)胞壁固定可能是二者鎘毒抗性差異的主要生理原因。通過比較轉(zhuǎn)錄組測序分別鑒定到91個(gè)鎘的液泡轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白BnaABCs基因、154個(gè)果膠甲酯酶基因BnaPMEs在Z11和W10中存在差異表達(dá)。UHPLC-MS通過對Z11和W10的代謝指紋圖譜進(jìn)行鑒定,發(fā)現(xiàn)二者在地上部含硫化合物(包括谷胱甘肽等)和根部細(xì)胞壁多糖(主要是果膠)存在顯著的代謝豐度差異。外源添加谷胱甘肽可減小Z11和W10的鎘毒抗性差異;利用傅里葉變換紅外光譜儀鑒定出Z11細(xì)胞壁/果膠具有較低的甲基酯化度,具有較強(qiáng)的細(xì)胞壁固定鎘能力。
該文章第一作者為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)張振華教授,通訊作者為鄭州大學(xué)華營鵬博士。
值得一提的是,5月份湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)張振華課題組在國際頂尖期刊Plant Cell and Environment發(fā)文(影響因子5.4) “The Arabidopsis defensin gene AtPDF2.5 mediates cadmium tolerance and accumulation” ,揭示防御素基因AtPDF2.5調(diào)控重金屬鎘定向分配和耐受的分子生物學(xué)機(jī)制。該文章第一作者為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)羅勁松博士,通訊作者為張振華教授。
綜上所述,通過正反遺傳學(xué)的方法,研究糧油作物對Cd的分配轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理,找到特異調(diào)控Cd定向分配和耐受的關(guān)鍵基因,培育糧油作物秸稈等作為介質(zhì)的修復(fù)型作物,是解決重金屬污染的有效策略。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)張振華老師課題組已經(jīng)探索出實(shí)現(xiàn)水稻鎘定向分配和油菜鎘超積累修復(fù)的分子生物學(xué)機(jī)制,為培育籽粒低鎘積累水稻品種和鎘修復(fù)型油菜品種提供理論支撐。
①本網(wǎng)注明“稿件來源:畜牧家禽網(wǎng)(Agroxq.com)”的所有文字、數(shù)據(jù)、圖片和音視頻稿件,版權(quán)均屬“畜牧家禽網(wǎng)”(Agroxq.com)所有,任何企業(yè)、媒體、網(wǎng)站或個(gè)人未經(jīng)本網(wǎng)協(xié)議授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式復(fù)制使用。凡經(jīng)本網(wǎng)協(xié)議授權(quán),在使用時(shí)必須注明“稿件來源:畜牧家禽網(wǎng)(Agroxq.com)”,違者本網(wǎng)將依法追究責(zé)任。
②本網(wǎng)未注明“稿件來源:畜牧家禽網(wǎng)(Agroxq.com)”的文/圖等稿件均為轉(zhuǎn)載稿,本網(wǎng)轉(zhuǎn)載出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性。如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)下載使用,必須保留本網(wǎng)注明的“稿件來源“,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。如擅自篡改為“稿件來源:畜牧家禽網(wǎng)(Agroxq.com)”,本網(wǎng)將依法追究責(zé)任。如對稿件內(nèi)容有疑議,請及時(shí)與我們聯(lián)系。
③因互聯(lián)網(wǎng)信息的冗雜性及更新的迅猛性,本網(wǎng)無法及時(shí)聯(lián)系到所轉(zhuǎn)載稿件的作者,如本網(wǎng)轉(zhuǎn)載稿涉及版權(quán)等問題,請相關(guān)作者見稿后兩周內(nèi)及時(shí)來電或來函與“畜牧家禽網(wǎng)”(Agroxq.com)聯(lián)系。