12．龙葵和水茄对Cd²⁺反应的转录组差异

Cd²⁺虽然对植物有很高的毒性，但是有些植物却能够积累和忍耐Cd²⁺，比如茄科植物龙葵。龙葵是高积累Cd的植物，具有很强的Cd²⁺吸收能力，而同为茄科的水茄是低积累Cd的植物，Cd²⁺的吸收能力不及龙葵。但是我们对其中Cd²⁺积累的分子机制还了解的不多。

2012年6月，中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心徐进实验室研究了两个茄科种龙葵和水茄对Cd²⁺吸收差异的转录组学机理，并使用非损伤微测技术测定了Cd²⁺的吸收。研究发现，Cd²⁺装载在根的木质部，这和两种茄科植物对Cd²⁺积累的差异有关。水茄叶片中的低Fe积累与Cd²⁺的敏感性有关。转录组分析揭示龙葵在Cd²⁺处理后的基因表达更高，例如，编码金属转运体的基因、抗氧化相关的基因、几个有机酸和氨基酸生物合成的基因和代谢相关的基因都出现更高的表达。

这项研究发现转运体基因对Fe缺乏的反应机制可能与两个茄科种中金属的不同吸收和重新分布有关。这些结果为将来探索Cd²⁺积累和忍耐的分子机制提供了基础，并提供了一个新的研究策略用于植物修复。

图注：龙葵和水茄根部Cd²⁺流速的差异。负值表示Cd²⁺内流。

Xu J, et al. Comparative physiological responses of Solanum nigrum and Solanum torvum to cadmium stress. New Phytologist, 2012, 196(1): 125-138.（2011 IF 6.645）

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