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    南京農業大學氫農業新進展:氫氣介導的信號級聯在調控植物鎘吸收中的重要機制
    來源:氫產業網 發表時間:2020-7-1 11:32:19 閱讀:5256

    氫氣農業應用也受到學術界和產業界的關注,學術研究方面,南京農業大學多個課題組在氫氣對植物抗逆效應方面取得多項成果,在國際氫氣植物效應研究方面遙遙領先。比較有代表性的課題組有沈文飆教授和崔瑾教授,最近他們在氫氣植物效應方面的文章不斷發表,對氫氣植物效應研究有興趣的同學,可重點學習。

    參考南農校內新聞

    崔瑾教授課題組揭示氫氣介導的信號級聯在調控植物鎘吸收中的重要機制

    鎘是影響植物生產并威脅人類健康的有毒重金屬元素。降低鎘在作物中的積累是植物耐鎘研究的重要方向。有關植物根系細胞吸收鎘、木質部轉運鎘、液泡儲存鎘、籽粒積累鎘等相關的膜轉運蛋白和離子通道已被逐一鑒定并逐漸明確。然而,植物如何調控鎘吸收轉運相關蛋白和離子通道的信號機制仍不清楚。

    2020年5月4日,我院崔瑾教授課題組在植物學主流期刊Plant Physiology上發表了一篇題為“Calcium-dependent hydrogen peroxide mediates hydrogen-rich water-reduced cadmium uptake in plant roots”的研究論文,對植物根吸收鎘的信號調控機制進行了探索性研究。

    該研究發現,小白菜體內源氫氣(H2)的含量受鎘的誘導而增加。為弄清H2的增加在調節小白菜耐鎘中的作用,使用外源富氫水作為H2供體,發現富氫水可顯著降低鎘在小白菜中的積累并提高鎘耐性。進一步研究發現,H2抑鎘的吸收與H2加速誘導H2O2生成,進而抑制鎘轉運蛋白BcIRT1表達有關。通過電生理和藥理學相關試驗證實,H2誘導小白菜根表Ca2+的大量內流,使細胞Ca2+信號增強,是誘導NADPH氧化酶活性增加,促進H2O2信號快速生成的重要原因。該研究揭示了信號物質及其響應在植物調節鎘吸收中的重要作用,對理解植物細胞在鎘離子進入后如何啟動自身防御反應,阻控鎘的大量進入具有重要參考價值。

    Figure. A tentative model explaining ameliorating effects of H2 on root Cd acquisition.

    該院已畢業博士生鄔奇和我院在職師資博士后蘇娜娜為論文共同第一作者。崔瑾教授和澳大利亞塔斯馬尼亞大學Sergey Shabala教授為論文共同通訊作者,該研究得到國家自然科學基金和國家留學基金的資助。

    木齊富氫水瓷球,富氫水瓷片可以廣泛被應用到富氫農業領域。


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