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林科院亚林所卓仁英:Cd高积累与低积累柳树耐Cd机制的研究|NMT重金属创新平台
内容:
基本信息 主题:Cd高积累与低积累柳树耐Cd机制的研究 期刊:Tree Physiology 影响因子:3.477 研究使用平台:NMT重金属创新平台 标题:Transporters and ascorbate–glutathione metabolism fordifferential cadmium accumulation and tolerance in two contrasting willow genotypes 作者:中国林业科学研究院亚热带林业研究所卓仁英、韩小娇 检测离子/分子指标 Cd2+ 检测样品 50日龄柳树根(距根尖0、200、400、600、800、1000、1200、1400、1600 μm的根表上的点) 中文摘要(谷歌机翻) 柳柳是低镉(Cd)累积柳(LCW),而其栽培品种柳柳(Salix matsudana var)。松达纳河umbraculifera Rehd。是一种高Cd积累和耐受性的柳树(HCW)。两种柳树种中镉差异累积和耐受性的生理和分子机制了解甚少。在这里,我们证实了从Cd到芽的从根到芽的Cd转运能力差异导致了这两种柳型基因在其地上部分的Cd累积差异。Cd的累积优先发生在运输途径中,Cd主要位于液泡,细胞壁和通过在组织和亚细胞水平上的镉位置分析,在HCW树皮中的细胞间空间。比较转录组分析显示,几种金属转运蛋白基因(ABC转运蛋白,K+转运蛋白/通道,黄色条纹状蛋白,锌调节转运蛋白/铁调节转运蛋白)的表达更高类蛋白等)参与了HCW的根吸收和转运能力;同时,抗坏血酸-谷胱甘肽的代谢途径在Cd排毒和Cd蓄积器HCW的更高耐受性中起着重要作用。这些结果为进一步了解木本植物中Cd积累的分子机制奠定了基础,并为分子辅助筛选木本植物品种进行植物修复提供了新的见识。 离子/分子流实验处理方法 100 μM CdCl2处理低镉积累型柳树(LCW)和高镉积累型柳树(HCW)24h 离子/分子流实验结果 用NMT进一步比较了两个基因型柳树根系Cd的吸收。CdCl2处理24小时后,两种基因型柳树根尖距顶端0-1800µm处的Cd2+净流入量稳定(图a),0-800µm处的净Cd2+流入量相对较高。LCW和HCW的最大净Cd2+流入量在400µm处升高(图a)。两种基因型间Cd2+内流有明显差异(图b和c)。HCW根系Cd2+内流比LCW高1.83倍,说明HCW根系对Cd的吸收能力高于LCW。 其他实验结果 HCW根对Cd胁迫的耐受高于LCW的根。 两种柳树基因型在镉的转运因子方面存在显著差异。 镉位于组织水平和亚细胞水平。 嫁接实验证明,该方法能有效地将Cd从根向茎部输送。 通过比较转录组分析,确定了重金属转运体对Cd吸收和转运的差异。 HCW的特征是具有一个主要的AsA-GSH代谢途径。 结论 通过形态生理学和转录组学的比较分析,确定了两种不同柳树基因型对Cd的耐受性、积累和分布。HCW比LCW具有更高的Cd耐性和积累能力。两个柳树基因型间Cd积累量的差异与负责Cd吸收和根-茎转移的转运蛋白差异表达有关。此外,与AsA-GSH代谢途径相关的关键基因、代谢产物和酶活性在HCW的Cd解毒和耐受中起着重要作用。总之,本研究不仅为进一步了解木本植物中镉积累的分子机理奠定了基础,而且为筛选木本植物进行植物修复提供了新的思路。 离子流实验使用的测试液 0.1 mM CdCl2,pH 6.0 文章原文: https://academic.oup.com/treephys/article-abstract/40/8/1126/5807501 ...
文献电子报
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PCE:菌根提升植物镉耐受能力的新机制 | NMT创新平台成果回顾
内容:
文章标题:Ectomycorrhizas with Paxillus involutus enhance cadmiumuptake and tolerance in Populus × canescens 外生菌根是寄主根部与某些真菌形成的共生组织,并可以增强寄主植物对Cd2+的耐受能力,但其生理学和分子学机制尚不明确。 本研究以卷缘桩菇菌与银灰杨根部形成的外生菌根为研究对象,揭示木本植物的外生菌根对寄主镉耐受能力的影响。有菌根银灰杨与无菌根银灰杨经过镉处理5min后对比,通过非损伤微测技术(NMT)检测发现,前者根尖有更多的Cd2+内流且H+外排更强,H+-ATP抑制剂处理后,后者Cd2+吸收趋于消失,而有菌根银灰杨根尖对Cd2+吸收下降较少。 实验结合气体交换测量、基因转录水平检测,证明外生菌根提升了寄主对Cd2+的吸收能力,可能与增加了根部体积以及与Cd2+吸收、运输相关基因的超表达有关,此外通过提升镉解毒能力、营养与碳水化合物水平,从而提高了银灰杨对Cd2+的耐受能力,这为植物修复提供了新思路。 图注:-/+菌根、-/+CdSO4处理时,银灰杨根尖各位点Cd2+的流速。正值表示内流。 ...
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