超富集植物龙葵响应镉胁迫方面取得重大突破
近日，上海交通大学农业与生物学院周培教授团队在生态环境领域国际著名期刊Journal of Hazardous Materials（中科院一区 Top）在线发表了题为Comparative cytology combined with transcriptomic and metabolomic analyses of Solanum nigrum L. in response to Cd toxicity 的研究论文。研究利用植物细胞学、转录组学和代谢组学方法分析超富集植物龙葵对短期不同浓度镉（Cd）胁迫的响应变化，探讨了龙葵对Cd胁迫的应对机制。该研究结果为Cd胁迫相关的转录调控提供新视野，从而为生态环境中重金属污染植物修复技术应用提供了重要借鉴。
土壤Cd污染是一个严重的全球性生态环境问题，中国、日本、欧美等国家的耕地都存在不同程度的Cd污染现象。土壤Cd污染植物修复技术因具有环境友好、成本低廉、操作简便、视觉美观等优点被公众所关注，而超富集植物龙葵常被用于Cd污染土壤修复。课题组前期研究发现Cd胁迫下龙葵通过调节体内抗氧化酶活、细胞壁多糖组分、Cd的亚细胞分布及赋存化学形态来抵御Cd毒害（https：//doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.109997； https：//doi.org/10.1007/s11356-020-11505-5）。然而，龙葵对Cd的高耐受性及解毒分子机制尚不清晰。因此，需要结合多组学技术研究龙葵对Cd胁迫的应答机制。
该论文研究采用水培试验对龙葵进行不同浓度Cd胁迫处理，重点研究了Cd胁迫下，龙葵各器官（根、茎、叶）细胞超微结构变化，并对根组织进行转录组学与代谢组学联合分析。通过透射电镜（TEM）发现，Cd胁迫严重破坏了龙葵各器官细胞超微结构，且受损程度与Cd胁迫浓度呈浓度-剂量效应。此外，龙葵各器官细胞采取增厚细胞壁、将胞内Cd2+转运至液泡等方式进行解毒。
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