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(資料圖)

近日，中國林科院亞林所林木分子生物學(xué)研究組在木本植物耐鎘分子機(jī)制研究中取得新進(jìn)展。

鎘(Cd)是自然環(huán)境中毒性最強的重金屬之一。植物修復(fù)是鎘污染土壤修復(fù)中最常用的技術(shù)。研究人員選取了饅頭柳(Salix matsudana var.matsudana f.umbraculifera Rehd.)，一種高鎘積累和耐鎘的柳樹，具有在鎘脅迫下生長不受抑制的特性，作為研究樣本。

研究過程中，技術(shù)人員利用轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組聯(lián)合分析以及形態(tài)分析的方法來探索饅頭柳與鎘耐性有關(guān)的分子證據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，鎘主要積累在細(xì)胞壁，細(xì)胞壁上的官能團(tuán)參與了鎘的絡(luò)合，鎘脅迫后饅頭柳根木質(zhì)部細(xì)胞壁顯著增厚。

研究人員通過轉(zhuǎn)錄學(xué)和蛋白質(zhì)組聯(lián)合分析證明了苯丙烷生物合成是響應(yīng)鎘脅迫的關(guān)鍵途徑。在此途徑中，鎘脅迫下的植物根系木質(zhì)素生物合成基因或蛋白表達(dá)顯著上調(diào)，木質(zhì)素含量顯著增加。兩個受鎘誘導(dǎo)的基因SmCAD7和SmCCR1顯著提高了植物愈傷組織的木質(zhì)素含量，增強了對鎘的耐性。這些結(jié)果將為進(jìn)一步闡明木本植物耐鎘的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)，并為植物修復(fù)鎘污染提供有價值的途徑，因此，在鎘污染土壤修復(fù)中具有較大的實際應(yīng)用價值。

該項研究獲得“十四五”國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等項目的資助。在《Journal of Hazardous Materials》上，以《Molecular insights into lignin biosynthesis on cadmium tolerance:morphology,transcriptome and proteome profiling in Salix matsudana》(IF14.224)為題發(fā)表了研究論文。(韓小嬌)