10．Cd²⁺通过改变K⁺和Ca²⁺通道的活性破坏了水稻根毛的离子平衡

重金属镉离子（Cd²⁺）的毒性机制是近期生命科学、环境科学等领域的研究热点。Cd²⁺影响植物对营养物质的吸收、转运和利用。但是，Cd²⁺毒害的作用机制还不清楚。

2012年，南京大学盐生植物实验室的研究成果“Cadmium Impairs Ion Homeostasis by Altering K⁺ and Cd²⁺Channel Activities in Rice Root Hair Cells”在《Plant, Cell & Environment》杂志发表，揭示了Cd²⁺造成毒害的重要机制。研究中使用非损伤微测技术（NMT）等手段深入研究了Cd²⁺对水稻根毛细胞Cd²⁺、K⁺平衡的影响，发现Cd²⁺能诱导细胞的去极化，阻碍细胞对Cd²⁺和K⁺的吸收，减少根内K⁺的净含量。这是Cd²⁺破坏植物离子平衡的直接证据。

Cd²⁺通过改变Cd²⁺和K⁺的变化而影响胞内的离子平衡，并伴随着H⁺的改变。使用NMT进行的活体测定，是研究进出细胞离子的关键手段，揭开了离子之间相互作用破坏胞内的离子平衡，进而产生离子毒害。

图注：水稻根毛在CdCl₂处理下Cd²⁺、K⁺和H⁺流速的变化。

Li S, et al. Cadmium impairs ion homeostasis by altering K⁺ and Ca²⁺ channel activities in rice root hair cells. Plant, Cell & Environment, 2012, 35(11): 1998-2013.（2011 IF 5.215）

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