文献电子报: 农科院烟草所：NMT发现与红花烟草相比黄花烟草根系吸镉速率更大推测其具备土壤修复潜力 内容：
基本信息
主题：NMT发现与红花烟草相比黄花烟草根系吸镉速率更大推测其具备土壤修复潜力
期刊：Physiologia Plantarum
影响因子：4.148
研究使用平台：NMT烟草品质创新平台
标题：Comparative transcriptome combined with biochemical and physiological analyses provide new insights toward cadmium accumulation with two contrasting Nicotiana species
作者：中国农科院烟草研究所刘海伟、张彦、石屹、晁江涛
检测离子/分子指标
Cd2+
检测样品
烟草根，距根尖顶端0、200、500、800、1100、1400、1700、2000 μm 根表上的点。
中文摘要
众所周知，镉（Cd）是环境中毒性很大的重金属元素之一，对动植物的生长造成严重伤害。本研究对CdCl2处理后的黄花烟草（Nicotiana rustica）和红花烟草（Nicotiana tabacum）进行了生理、生物化学和转录组分析，以了解Cd积累的潜在分子机制。结果表明，黄花烟草的干重高于红花烟草。此外，与红花烟草相比，黄花烟草的根部积累更高的Cd浓度（69.65倍）、Cd2+内流速率（1.32倍），具备较高的谷胱甘肽S-转移酶（GST）酶活性（2.54倍）、GSH/GSSG（GSH的氧化形式）比率、超氧化物歧化酶和CAT活性以及较低的H2O2和超氧化物（O2•-）积累。Cd主要分布在两个物种的细胞质中，而在黄花烟草中，Cd在细胞壁中分布比例很大。此外，转录组分析显示，Cd处理后在黄花烟草的叶片和根部分别有173个和710个差异表达基因（DEGs），而在红花烟草的叶片和根部分别发现了576和1543个差异基因。在黄花烟草中，苯丙素生物合成和苯丙氨酸代谢是最明显的富集通路，而在红花烟草中，GSH代谢、ATP结合盒超家族转运蛋白和苯丙素生物合成是最明显的富集通路。最后，研究发现与金属内流、区隔化、再活化和螯合作用有关的DEGs是Cd积累的主要原因。这些结果表明，黄花烟草比红花烟草积累更高的Cd含量，在相同的Cd处理条件下，不同物种有不同的响应机制。本研究中确定的DEGs可能有利于确定与Cd调控有关的基因或途径，明确与Cd积累有关的重要调控因子。
离子/分子流实验处理
50 μM CdCl2处理24 h
离子/分子流实验结果
为了了解两个物种是否具有不同的根部吸收Cd的能力，用非损伤微测技术（NMT）来研究50 ...
文献电子报: 北林：NMT发现NO促Pb吸收并诱导Ca2+流紊乱 为NO增强Pb毒性的机制研究提供证据 内容：
基本信息
主题：NMT发现NO促Pb吸收并诱导Ca2+流紊乱 为NO增强Pb毒性的机制研究提供证据
期刊：Plants
影响因子：2.632（2019年）
研究使用平台：NMT重金属创新平台
标题：Nitric Oxide Enhances Cytotoxicity of Lead by Modulating the Generation of Reactive Oxygen Species and Is Involved in the Regulation of Pb2+ and Ca2+ Fluxes in ...
文献电子报: J Plant Growth Regul山农：NMT发现喷施ABA可抑制植物吸Cd 氟啶酮则促吸Cd 内容：
基本信息
主题：NMT发现喷施ABA可抑制植物吸Cd 氟啶酮则促吸Cd
期刊：Journal of Plant Growth Regulation
影响因子：2.672
研究使用平台：NMT重金属创新平台
标题：Abscisic Acid Decreases Cell Death in Malus hupehensis Rehd. Under Cd Stress by Reducing Root Cd2+ Influx and Leaf Transpiration
作者：山东农业大学杨洪强、邓波
检测离子/分子指标
Cd2+
检测样品
湖北海棠根分生区（距根尖120 μm根表上的点）
中文摘要（谷歌机翻）
镉（Cd）是一种剧毒重金属。脱落酸（ABA）是植物体内具有多种功能的调节物质。为了进一步探索ABA缓解植物Cd胁迫的机制，将ABA和抑制ABA生物合成的氟啶酮（Flu）分别喷施在用Cd处理的湖北海棠（Malus hupehensis）幼苗的叶片上。然后分析了根部Cd2+流速、根部Cd2+的积累和转运、根部的细胞死亡和叶片的蒸腾速率。结果表明，Cd处理6~72 h，根系细胞死亡量逐渐增加。与单一Cd处理相比，喷施ABA处理的湖北海棠根细胞死亡数、根系过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）积累量和叶片蒸腾速率显著降低。此外，根系中Cd2+的内流速率、植株中Cd含量以及Cd从根系向地上部的迁移速率也显著降低。与此相反，在Cd处理下喷施Flu的湖北海棠，所有这些参数都显著增加。这些结果表明，叶面喷施ABA可以通过降低细胞死亡以及根系中H2O2和MDA含量来缓解Cd胁迫下湖北海棠根部Cd损伤。考虑到蒸腾作用是植物吸收和运输无机盐的主要驱动力，本研究结果表明，减少叶片蒸腾速率可减轻根中Cd的损害，从而减少根中Cd2+的流入和积累。
离子/分子流实验处理
1. ...
文献电子报: EP中南大学：NMT发现Cd导致桑树根Ca/Mg外排破坏离子平衡，对Na/K无影响 内容：
基本信息
主题：NMT发现Cd导致桑树根Ca/Mg外排破坏离子平衡，对Na/K无影响
期刊：Environmental Pollution
影响因子：6.792
研究使用平台：NMT重金属胁迫创新平台
标题：Physiological, Anatomical, and Transcriptional Responses of Mulberry (Morus alba L.) to Cd Stress in Contaminated Soil
作者：中南大学郭朝晖、曾鹏
检测离子/分子指标
Cd2+、K+、Ca2+、Mg2+、Na+
检测样品
桑树根（根尖、分生区、伸长区、成熟区和根毛区）
中文摘要
木本植物桑树具有具备生物量大、生长周期长而在修复重金属污染土壤上具备较强的应用前景。然而，关于Cd在桑树体内解毒和转运过程，及其解剖特征和分子响应机制尚未完全阐明。本文研究了Cd胁迫下桑树的解剖特征、Cd和矿质元素的吸收和转运以及转录机制。结果表明，桑树对Cd胁迫具有较强的解毒和自我保护能力。当土壤Cd含量小于37.0 mg/kg时，桑树生长和光合色素含量无明显影响，而在37.0~55.4 mg/kg Cd污染土壤中，桑树根系Ca和Mg含量显著（p<0.05）增加了37.85%~40.87%和36.63%~53.06%。同时，植物叶片过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶等抗氧化酶活性与Cd含量呈正相关。Cd胁迫下，桑树叶片的细胞结构，茎和根部横截面的组织结构基本保持完整；同时，叶片嗜饿颗粒数量增加和淀粉颗粒的溶解效应显著响应。COG分析和GO分析表明，桑树能增强其催化活性，调节无机离子的运输和代谢过程，增强其抗氧化酶活性和防御机制等过程来减轻Cd的毒害作用。而且，Cd胁迫下，大量与细胞壁生物合成、抗氧化酶活性、谷胱甘肽代谢、螯合作用、植物激素信号转导以及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路相关的差异表达基因上调。KEGG富集分析表明，植物激素信号转导在桑树根、茎、叶中显著富集（p<0.05），脱落酸和乙烯可介导MAPK信号通路增加植物对Cd的耐受性。结果表明，桑树的生理、细胞和组织以及转录调控均能促进其在Cd污染土壤上的适应性。
离子/分子流实验处理方法
50 μmol/L CdCl2（Cd50）处理20 d
离子/分子流实验结果
采用非损伤微测技术（NMT）测定桑树根系的5个部位的Cd2+流速（图1a），即根冠 （a区）、根分生区（b区）、根伸长区（c区）、根成熟区（d区）和根毛区（e区），可直接反映植物根系对Cd2+的吸收情况。5 min内桑树根系的Cd2+净流速变化不大（图1b），表明桑树根系能够稳定地从培养环境中吸收Cd2+，表现出较强的Cd吸收能力。桑树根不同部位Cd2+净流速差异显著，范围为6.22~37.9 pmol/cm2·s（图1c）。桑树根系对Cd2+的净吸收顺序为根冠区（a区）≈根分生区（b区）>根伸长区（c区）>根成熟区（d区）>根毛区（e区），表明桑树根系对Cd2+的吸收主要集中在根冠区和分生区。这可能是由于根冠区和分生区表皮细胞壁中的角质层未完全形成所致，有利于植物根尖区吸收Cd2+。因此，桑树的根冠和分生区是从污染环境中吸收Cd的主要部位。
为确定Cd对桑树根吸收阳离子流速的影响，测定了桑树根成熟区净K+、Ca2+、Mg2+和Na+流速（图1d-g）。Cd50处理下，桑树根系的K+和Na+流速较Cd0处理无明显变化（图1d和e），而Ca2+和Mg2+流速明显外排（图1f和g），说明桑树在Cd胁迫下能维持正常的Na+/K+吸收平衡但加速了Ca2+/Mg2+流失。因此，桑树根系中Cd2+可能与Ca2+、Mg2+等同类型二价阳离子的转运和吸收通道竞争。且植物根系细胞质膜中存在不同类型的高亲和力二价阳离子转运蛋白可直接参与Cd2+的吸收。综上，Cd胁迫会破坏根系成熟区对Ca2+/Mg2+的吸收平衡，对Na+/K+的吸收影响较小。
图1. ...
文献电子报: Sci Total Environ西南科大：NMT发现高Cu低Fe可减少水稻吸Cd但高Cu增加了籽粒Cd浓度 内容：
感谢本文一作，西南科技大学韩颖副教授供稿
基本信息
主题：NMT发现高Cu低Fe可减少水稻吸Cd但高Cu增加了籽粒Cd浓度
期刊：Science of the Total Environment
影响因子：6.551
研究使用平台：NMT重金属创新平台
标题：Iron and copper micronutrients influences cadmium accumulation in rice grains by altering its transport and allocation
作者：西南科技大学董发勤、韩颖、凌勤
检测离子/分子指标
Cd2+
检测样品
水稻根分生区、伸长区、成熟区
中文摘要（一作供稿）
稻田镉（Cd）污染严重威胁了我国部分地区人们的身体健康。本文针对川西南低铁（Fe）、高铜（Cu）的碱性Cd污染稻田土，探讨了通过改变培养介质中Fe和Cu的浓度来修复Cd污染碱性水稻土的潜力。本文评估了这两种微量营养元素（Cu和Fe）对水稻Cd吸收和转运的影响。研究发现添加Cu显著提高了水稻生物量和产量，减少了根系Cd的内流和Cd的向上迁移，从而降低了根系、茎秆和叶片中Cd的浓度，但过量的Cu促进了籽粒中相对较高的Cd分配，尤其是在缺Fe条件下，这可能是因为Cu显著提高了叶片中生物可利用Cd的比例。相比之下，Fe并没有缓解Cd对水稻生长和产量的毒害作用，但显著减少了Cd向籽粒的转移，进而降低了水稻籽粒的Cd累积，这与叶片中生物可利用Cd的比例急剧下降密切相关。该研究认为，Cd在水稻籽粒的累积是可以通过改变生长介质中Fe和Cu的浓度来实现的，适当减少Cu，增加Fe可以降低Cd在水稻籽粒中的积累。
离子/分子流实验处理
1. +Fe+Cd: 20 μmol L-1 EDTANa2Fe(II)+10 μmol L-1 CdCl2
2. -Fe+Cd: ...
文献电子报: EP南农沈文飚：NMT发现H2S可提升CH4抑制紫花苜蓿吸Cd效果 内容：
基本信息
主题：NMT发现H2S可提升CH4抑制紫花苜蓿吸Cd效果
期刊：Environmental Pollution
影响因子：6.792
研究使用平台：NMT重金属创新平台
标题：Methane control of cadmium tolerance in alfalfa roots requires hydrogen sulfide
作者：南京农业大学沈文飚、Xinghao Yang
检测离子/分子指标
Cd2+
检测样品
紫花苜蓿根伸长区（距根尖顶端500 μm根表上的点）
中文摘要（谷歌机翻）
硫化氢（H2S）是响应重金属胁迫的气态信号，而最普遍的温室气体甲烷（CH4）则赋予镉（Cd）耐受性。本研究评估了CH4和H2S调控紫花苜蓿（Medicago sativa）Cd耐受性的因果关系。本研究结果表明，CH4的加入不仅加剧了H2S代谢，而且减缓了Cd对紫花苜蓿幼苗生长的抑制作用，这与缓解根系组织氧化还原失衡和细胞死亡的作用是并行的。在去除内源H2S后，无论是在亚牛磺酸（HT；H2S清除剂）还是DL炔丙基甘氨酸（PAG；H2S生物合成抑制剂）存在下，根中都没有观察到上述结果。利用原位非损伤微测技术（NMT）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）证实了H2S参与CH4抑制Cd在根部的内流和积累，这可以通过重新建立谷胱甘肽（GSH）库（还原型/氧化型GSH和同型谷胱甘肽）稳态和促进抗氧化防御来解释。总的来说，本文的研究结果清楚地揭示了H2S在CH4下游起作用，增强了对Cd胁迫的耐受性，这对基础和应用植物生物学都有重要意义。
离子/分子流实验处理
4日龄紫花苜蓿分别在1.30 mM CH4、100 μM NaHS、1 mM HT和2 mM PAG中处理6 h，然后100 μM CdCl2 处理72 h。
离子/分子流实验结果
进一步利用NMT监测根尖Cd2+流速。当幼苗暴露在未经Cd处理的Cd测试液中时，Cd在根尖的内流速率先增大，随后减小到一定水平并保持相对稳定（图1D, E）。当幼苗的根尖在Cd测试液中预平衡30 min后，可以清楚地观察到10 min内的稳定Cd2+内流速率（图1F, G）。相比之下，无论在有无Cd测试液预平衡的实验中，CH4和H2S都能明显降低Cd的内流速率，然后在加入HT和PAG后Cd2+速率被逆转（图1D-H）。同时，在只用HT或PAG处理的样品中，观察到Cd2+吸收加剧。上述结果清楚地说明了内源性H2S在CH4减少Cd积累和Cd吸收中的重要作用。
图1. H2S是CH4减少Cd积累和抑制的必要条件。负值代表Cd2+吸收。
其他实验结果
CH4减轻Cd胁迫下根尖细胞死亡可能与H2S有关。
LCD依赖的H2S合成有利于CH4抵御Cd胁迫。
内源H2S在CH4缓解Cd积累中起作用。
谷胱甘肽库在CH4响应中的作用依赖于H2S。
重建CH4氧化还原稳态需要内源H2S。
结论
本研究结果表明，在植物对Cd胁迫的耐受性上，H2S在CH4的下游起作用，包括从表型上减弱Cd诱导的生长抑制，缓解氧化还原失衡和细胞死亡，特别是抑制Cd在紫花苜蓿幼苗根部的内流和积累。总之，本研究的发现将为了解CH4如何介导植物对重金属的耐受性和内源H2S的生理功能开辟了新的途径。
测试液
0.1 mM CdCl2, ...
文献电子报: Plant Soil西南大学：NMT发现镁通过调节IAA极性运输促根冠微区碱化缓解杨树铝毒 内容：
基本信息
主题：NMT发现镁通过调节IAA极性运输促根冠微区碱化缓解杨树铝毒
期刊：Plant and Soil
影响因子：3.299
研究使用平台：NMT重金属创新平台
标题：Magnesium alleviates aluminum toxicity by promoting polar auxin transport and distribution and root alkalization in the root apex in populus
作者：西南大学李楠楠、张圳
检测离子/分子指标
H+(pH)，IAA
检测样品
杨树根IAA：根尖（根冠至300 μm处）
H+(pH)：距根尖0、300、600、900、1200、1500、1800 μm根表上的点
中文摘要（谷歌机翻）
杨树能耐受高浓度Al胁迫。然而，Mg减轻Al毒作用的机制尚不清楚在白杨树上仍然是未知的。
在本研究中，提供足够的Mg高浓度Al对杨树的毒害作用胁迫、根表pH梯度、Mg和Al通过电生理分析、荧光染色等方法检测根尖的摄取量，生长素分布与转运动力学在根尖也检测到了。
在本研究中，我们发现适当的Mg供应可以减轻高浓度Al对杨树根系生长的毒害。Mg促进了杨树根表pH梯度的升高，导致根系过渡带发生碱化，防止了Al对根系伸长的毒害作用。用DR5:GFP报告子测定了生长素在杨树根尖的分布。Al毒害抑制了极性生长素在根过渡区的运输和分布，但Mg的供应则部分缓解了这种作用。用非损伤微测技术（NMT）对生长素转运蛋白突变体pin-format-2（pin2）进行进一步的检测，结果表明Mg通过PIN2基生长素极性转运，调节过渡区根表碱化，减轻Al毒。mrs2突变体的转录组分析和酵母互补实验也揭示了Mg、生长素和Al之间的相同关系。
目前的研究表明，Mg促进生长素的极性运输和分布导致根表面pH值调节升高，以及进一步减轻Al毒性。我们的部分结果阐明Mg的解毒作用机理木本植物中高浓度的Al。
离子/分子流实验处理方法
3-4周龄杨树苗放到0.5 mM ...
文献电子报: EP南农崔瑾：血红素加氧酶诱导剂抑制BcIRT1转录降低小白菜Cd吸收 内容：
基本信息
主题：血红素加氧酶诱导剂抑制BcIRT1转录降低小白菜Cd吸收
期刊：Environmental Pollution
影响因子：6.792
研究使用平台：NMT重金属创新平台
标题：Hemin-decreased cadmium uptake in pak choi (Brassica chinensis L.)seedlings is heme oxygenase-1 dependent and relies on its by-products ferrous iron and carbon monoxide
作者：南京农业大学崔瑾、苏娜娜
检测离子/分子指标
Cd2+
检测样品
小白菜根伸长区（距根尖8 mm根表上的点）和成熟区（距根尖16 mm根表上的点）
摘要
镉（Cd）是农田中的主要污染物，不仅极大地限制了农作物的生产，而且通过进入食物链还会给人类健康带来严重威胁。之前的研究表明，hemin处理可以减少小白菜幼苗中Cd的积累，然而其机制还不清楚。本研究使用非损伤微测技术（NMT）实时监测小白菜根部Cd2+流速，证明hemin处理可以降低植物对Cd的吸收，而不是Cd在植物体内发生转移。此外，研究通过比较小白菜幼苗、野生型拟南芥及heme oxygenase-1（HO-1）突变体对不同化学处理的反应，证据了hemin是以HO-1依赖的方式降低Cd的吸收。此外，对hemin降解产物的分析表明，hemin对Cd吸收抑制可能通过抑制菜根中Fe2+/Cd2+转运体BcIRT1的表达来实现的。
离子/分子流实验处理方法
① 3日龄幼苗，10 ...
文献电子报: 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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