鐵、磷營養(yǎng)降低植物Cd積累的機制.pdf

1、土壤鎘污染問題已經(jīng)成為威脅糧食產(chǎn)量和品質(zhì)最為嚴重的問題之一。因此，探索有效的技術或方法阻控鎘通過植物進入食物鏈迫在眉睫。其中，通過養(yǎng)分調(diào)控的農(nóng)藝管理措施阻控植物鎘吸收是一種綠色、經(jīng)濟、環(huán)保的策略。大量研究發(fā)現(xiàn)Fe、P營養(yǎng)供應與鐵的吸收系統(tǒng)IRT1密切相關，而且IRT1又是植物吸收鎘離子的關鍵途徑之一。本文以野生型擬南芥Col-0及以該生態(tài)型為背景的鐵吸收功能缺失突變體irt1-1、irt1-2為研究材料，研究了Fe、P營養(yǎng)供應對植物鎘吸

2、收和積累的影響及其機制。主要研究結果如下:
　　1.采用營養(yǎng)液培養(yǎng)的方法，研究了鎘脅迫狀況下，野生型擬南芥生長狀況的變化。結果表明，鎘脅迫導致野生型擬南芥葉片出現(xiàn)了失綠黃化、葉柄壞死枯萎，生長受阻的癥狀。當在營養(yǎng)液中外源供鐵時或缺磷時，野生型擬南芥中的上述鎘脅迫癥狀得到顯著減輕，同時擬南芥體內(nèi)鎘的含量也顯著降低。這表明，增加供鐵或缺磷可通過減少擬南芥對鎘的積累緩解鎘的毒害脅迫。
　　2.采取植物組織染色的方法，研究了鎘脅迫下

3、野生型擬南芥根尖活性氧(ROS)和細胞膜完整性的變化。結果表明，植物根尖ROS含量顯著增加，細胞膜受損嚴重。當增加外源供鐵時，根尖ROS和Evans blue染色程度顯著降低;缺磷時，顯著降低了根尖ROS的積累。可見，增加供鐵或缺磷減輕了鎘對根系造成的氧化損傷，從而增強了擬南芥植株對鎘毒的耐性。
　　3.通過實時定量PCR分析，研究了鎘脅迫下，增加供鐵Fe或缺P對二價鐵轉(zhuǎn)運體IRT1基因表達的調(diào)控作用。結果顯示，增加供鐵時，植物根

4、系中IRT1的基因表達水平顯著下降。同時，擬南芥對鎘的吸收明顯受到抑制。缺磷時，雖然IRT1的基因表達量反而上升，但是擬南芥對鎘的吸收同樣明顯受到抑制?？梢?，增加供鐵可通過降低IRT1的表達水平，降低植物根系對鎘的吸收，達到緩解鎘毒害的效果。而缺磷卻可能是通過非IRT1途徑減少植物對鎘的吸收，緩解鎘毒。
　　4.采用Fe-Cd間隔、共存循環(huán)處理和P-Cd間隔循環(huán)處理的實驗方法，研究了鎘脅迫下，增加供鐵或缺磷對擬南芥鎘吸收的影響。結