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JIA | 湖南农业大学揭示脱落酸通过调控镉转运与细胞壁阻隔降低水稻镉积累的机制

已有 1174 次阅读 2025-10-11 09:39 |个人分类:论文|系统分类:论文交流

镉(Cd)作为一种毒性重金属,可通过土壤-水稻系统进入食物链,严重威胁稻米品质与人体健康。减少水稻对镉的吸收与积累,是当前农业安全生产的重要课题。植物激素在调控重金属胁迫响应中发挥关键作用,其中脱落酸(ABA)已被报道参与多种非生物胁迫响应,但其在水稻镉积累调控中的具体机制尚不明确。

近期,湖南农业大学等单位合作完成的题为“Abscisic acid reduces Cd accumulation by regulating Cd transport and cell wall sequestration in rice”的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年10期正式发表。

该研究通过转录组分析发现,镉胁迫显著诱导水稻中多个ABA合成与信号转导相关基因的表达。外源施加ABA可显著降低水稻地上部和根部镉含量,并提高抗逆指标。进一步机制研究表明,ABA通过抑制镉吸收相关基因的表达,减少水稻对镉离子的吸收;同时通过增强细胞壁对Cd的阻隔能力,从而减少其向可溶组分和器官间的迁移。此外,该研究在大田条件下于水稻灌浆期进行ABA叶面喷施,成功使稻米镉含量降低30%以上,且不影响产量。 转移系数分析表明,ABA主要通过抑制镉从根向地上部、以及从叶片向籽粒的转运,从而实现籽粒镉的低积累。

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该研究揭示了ABA调控水稻镉积累的生理与分子机制,不仅为理解植物激素响应重金属胁迫提供了新视角,也为镉污染农田安全生产提供了可参考的农艺调控措施。

湖南农业大学农学院博士生徐智军、湖南科技大学彭佳师教授和上海欧易生物医学科技有限公司付艳蕾研究员等为论文的共同第一作者,湖南农业大学/岳麓山实验室段美娟研究员/叶能辉教授团队孟栓副教授、叶能辉教授与湖南农业大学农学院易镇邪教授为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(U20A2024)和国家重点研发计划(2023YFD2301300)的资助。

论文链接:Zhijun Xu, Jiashi Peng, Yanlei Fu, Jing Zhao, Yan Peng, Bohan Liu, Xujun Hu, Yuchuan Liu, Meijuan Duan, Nenghui Ye, Zhenxie Yi, Shuan Meng. 2025. Abscisic acid reduces Cd accumulation by regulating Cd transport and cell wall sequestration in rice. Journal of Integrative Agriculture, 24(10): 3703-3718.

Journal of Integrative Agriculture (JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。



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