鐵、磷營養(yǎng)降低植物Cd積累的機(jī)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(yán)重的問題之一。因此，探索有效的技術(shù)或方法阻控鎘通過植物進(jìn)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(jì)、環(huán)保的策略。大量研究發(fā)現(xiàn)Fe、P營養(yǎng)供應(yīng)與鐵的吸收系統(tǒng)IRT1密切相關(guān)，而且IRT1又是植物吸收鎘離子的關(guān)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(yīng)對(duì)植物鎘吸

2、收和積累的影響及其機(jī)制。主要研究結(jié)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(jié)果表明，鎘脅迫導(dǎo)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(dāng)在營養(yǎng)液中外源供鐵時(shí)或缺磷時(shí)，野生型擬南芥中的上述鎘脅迫癥狀得到顯著減輕，同時(shí)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(duì)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(xì)胞膜完整性的變化。結(jié)果表明，植物根尖ROS含量顯著增加，細(xì)胞膜受損嚴(yán)重。當(dāng)增加外源供鐵時(shí)，根尖ROS和Evans blue染色程度顯著降低;缺磷時(shí)，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(duì)根系造成的氧化損傷，從而增強(qiáng)了擬南芥植株對(duì)鎘毒的耐性。
　　3.通過實(shí)時(shí)定量PCR分析，研究了鎘脅迫下，增加供鐵Fe或缺P對(duì)二價(jià)鐵轉(zhuǎn)運(yùn)體IRT1基因表達(dá)的調(diào)控作用。結(jié)果顯示，增加供鐵時(shí)，植物根

4、系中IRT1的基因表達(dá)水平顯著下降。同時(shí)，擬南芥對(duì)鎘的吸收明顯受到抑制。缺磷時(shí)，雖然IRT1的基因表達(dá)量反而上升，但是擬南芥對(duì)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(dá)水平，降低植物根系對(duì)鎘的吸收，達(dá)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(duì)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(shí)驗(yàn)方法，研究了鎘脅迫下，增加供鐵或缺磷對(duì)擬南芥鎘吸收的影響。結(jié)