茉莉酸甲酯调控水稻幼苗镉吸收与分布的机制

茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate, MeJA)是高等植物体内普遍存在的植物激素,在植物生物与非生物胁迫的生理响应及抗逆中发挥着重要的作用.本研究通过水培实验,探讨了外源茉莉酸甲酯对镉(Cadmium, Cd)胁迫下水稻幼苗生长及Cd吸收、分布的影响.结果显示,MeJA可有效缓解Cd胁迫引起的植物生长抑制,并使得水稻根部和地上部Cd含量分别下降14.42%和11.63%.非损伤微测显示,MeJA可以有效减少Cd^(2+)离子内流,降低植物对Cd的吸收.此外,MeJA改变了细胞壁结构和多糖组分含量,使得水稻根部和地上部的细胞壁厚度分别增加了27.02%和39.96%,细胞壁多糖(果胶、纤维素和半纤维素)中的Cd含量也相应增加.有效阻控了Cd进入细胞质和细胞器,降低了Cd的生物毒性.水稻Cd吸收与转运能力的降低与吸收转运相关基因OsNramp1、OsNramp5、OsHMA2表达量降低有直接关系.研究结果为降低水稻Cd累积提供了一条有效的途径.

外源硫对Cd胁迫下番茄植株生长及抗逆代谢的影响

硫(S)作为植物必须的大量元素在调节植物生长发育及响应非生物胁迫过程中具有重要的作用.本研究以番茄幼苗为材料,探究不同浓度S在Cd胁迫下对番茄植株生长及抗逆代谢的影响.结果表明,在缺S环境下植物生长明显受到抑制且Cd的胁迫效应更加显著,1~4 mmol·L^(-1) S能够显著促进番茄幼苗的生物量累积并缓解由于Cd胁迫导致的生长缓慢现象.外源S显著提升抗逆性物质脯氨酸和可溶性蛋白的含量以缓解Cd胁迫.此外,Cd胁迫导致番茄幼苗氮(N)和磷(P)代谢受阻,植物体内N和P的赋存形式及分布发生明显变化,外源S的添加能够通过调节N代谢和P代谢的关键酶-硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶及酸性磷酸酶活性,促进番茄幼苗N和P的代谢过程,降低Cd对植物的毒性效应.