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科研动态

稻米镉(Cd)积累机制研究取得进展

来源: 时间:2022-07-29

  水稻具有较强的Cd富集能力,控制稻米Cd污染是我国粮食安全面临的巨大挑战。近期,新拉斯维加斯棋牌网生态环境与土壤研究所(以下简称省科学院土壤环境所)李芳柏团队在稻米镉(Cd)积累的机制研究中取得进展,揭示了腐殖酸、亚铁盐复合材料靶向调控水稻基因表达从而抑制稻米Cd积累的调控机制。

  稻米中Cd的积累往往由根部吸取、地上部转运分配等多个复杂的过程决定。靶向调控水稻不同组织中的相关基因特异表达降低Cd的吸取转运是控制稻米Cd污染的新策略。Cd主要通过竞争铁(Fe)、锰(Mn)等二价金属离子的离子通道或转运蛋白进入水稻根系细胞。据报道,叶面喷施亚铁盐(Fe(II))可抑制稻米Cd积累,但亚铁盐极易发生氧化,因而应用效果较差。

  针对以上问题,省科学院土壤环境所研究人员将Fe(II)与腐殖酸(OM)按照1:1(质量比)络合制备成Fe-OM复合材料,在水稻拔节期至灌浆期之间进行了一定剂量的喷施。结果发现,叶面喷施Fe-OM显著促进了Cd向水稻叶片的转移而抑制了其向籽粒转运,降低了Cd在稻米中的富集。基因表达分析发现,根部和茎杆Cd转运基因OsNramp1和 OsNramp5表达下调,叶片Cd转运基因OsLCT1表达上调,这种基因表达变化可能是上述喷施Fe-OM调控Cd分配的主要原因。

  相关研究成果发表于《Journal of Hazardous Materials》。省科学院土壤环境所王向琴和杜衍红为论文第一编辑(共同一作),研究员方利平为论文通讯编辑。该研究获得国家自然科学基金项目、广东省自然科学基金等项目的支撑。


图注1:Fe-OM复合物缓解水稻镉毒性的机理示意图

  论文信息:Xiangqin Wang, Yanhong Du, Fangbai Li, Liping Fang*, Tingting Pang, Weijian Wu, Chuanping Liu, Lei Chen. Unique feature of Fe-OM complexes for limiting Cd accumulation in grains by target-regulating gene expression in rice tissues. Journal of Hazardous Materials, Volume 424, Part A,2022,127361.

  论文链接:https://www.sciencedirect.com/science article/pii/S0304389421023293

  (省科学院生态环境与土壤研究所 王向琴、杜衍红/供稿)

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