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Plant Cell通訊作者報(bào)告直播：H₂S與蛋白質(zhì)硫巰基化修飾在調(diào)控ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的功能

基本信息

主題：Cd高積累與低積累柳樹耐Cd機(jī)制的研究

期刊：Tree Physiology

影響因子：3.477

研究使用平臺(tái)：NMT重金屬創(chuàng)新平臺(tái)

標(biāo)題：Transporters and ascorbate–glutathione metabolism fordifferential cadmium accumulation and tolerance in two contrasting willow genotypes

作者：中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所卓仁英、韓小嬌

檢測(cè)離子/分子指標(biāo)

^Cd2+

檢測(cè)樣品

50日齡柳樹根（距根尖0、200、400、600、800、1000、1200、1400、1600 μm的根表上的點(diǎn)）

中文摘要（谷歌機(jī)翻）

柳柳是低鎘（Cd）累積柳（LCW），而其栽培品種柳柳（Salix matsudana var）。松達(dá)納河umbraculifera Rehd。是一種高Cd積累和耐受性的柳樹（HCW）。兩種柳樹種中鎘差異累積和耐受性的生理和分子機(jī)制了解甚少。在這里，我們證實(shí)了從Cd到芽的從根到芽的Cd轉(zhuǎn)運(yùn)能力差異導(dǎo)致了這兩種柳型基因在其地上部分的Cd累積差異。Cd的累積優(yōu)先發(fā)生在運(yùn)輸途徑中，Cd主要位于液泡，細(xì)胞壁和通過在組織和亞細(xì)胞水平上的鎘位置分析，在HCW樹皮中的細(xì)胞間空間。比較轉(zhuǎn)錄組分析顯示，幾種金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因（ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，K⁺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/通道，黃色條紋狀蛋白，鋅調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/鐵調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）的表達(dá)更高類蛋白等）參與了HCW的根吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力;同時(shí)，抗壞血酸-谷胱甘肽的代謝途徑在Cd排毒和Cd蓄積器HCW的更高耐受性中起著重要作用。這些結(jié)果為進(jìn)一步了解木本植物中Cd積累的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，并為分子輔助篩選木本植物品種進(jìn)行植物修復(fù)提供了新的見識(shí)。

離子/分子流實(shí)驗(yàn)處理方法

100 μM CdCl₂處理低鎘積累型柳樹（LCW）和高鎘積累型柳樹（HCW）24h

離子/分子流實(shí)驗(yàn)結(jié)果

用NMT進(jìn)一步比較了兩個(gè)基因型柳樹根系Cd的吸收。CdCl₂處理24小時(shí)后，兩種基因型柳樹根尖距頂端0-1800µm處的Cd²⁺凈流入量穩(wěn)定（圖a），0-800µm處的凈Cd²⁺流入量相對(duì)較高。LCW和HCW的大凈Cd²⁺流入量在400µm處升高（圖a）。兩種基因型間Cd²⁺內(nèi)流有明顯差異（圖b和c）。HCW根系Cd²⁺內(nèi)流比LCW高1.83倍，說明HCW根系對(duì)Cd的吸收能力高于LCW。

其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果

• HCW根對(duì)Cd脅迫的耐受高于LCW的根。

• 兩種柳樹基因型在鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)因子方面存在顯著差異。

• 鎘位于組織水平和亞細(xì)胞水平。

• 嫁接實(shí)驗(yàn)證明，該方法能有效地將Cd從根向莖部輸送。

• 通過比較轉(zhuǎn)錄組分析，確定了重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)體對(duì)Cd吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的差異。

• HCW的特征是具有一個(gè)主要的AsA-GSH代謝途徑。

結(jié)論

通過形態(tài)生理學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的比較分析，確定了兩種不同柳樹基因型對(duì)Cd的耐受性、積累和分布。HCW比LCW具有更高的Cd耐性和積累能力。兩個(gè)柳樹基因型間Cd積累量的差異與負(fù)責(zé)Cd吸收和根-莖轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白差異表達(dá)有關(guān)。此外，與AsA-GSH代謝途徑相關(guān)的關(guān)鍵基因、代謝產(chǎn)物和酶活性在HCW的Cd解毒和耐受中起著重要作用?？傊狙芯坎粌H為進(jìn)一步了解木本植物中鎘積累的分子機(jī)理奠定了基礎(chǔ)，而且為篩選木本植物進(jìn)行植物修復(fù)提供了新的思路。

離子流實(shí)驗(yàn)使用的測(cè)試液

0.1 mM CdCl₂，pH 6.0