PCE：菌根提升植物镉耐受能力的新机制 | NMT创新平台成果回顾

文章标题：Ectomycorrhizas with Paxillus involutus enhance cadmium uptake and tolerance in Populus × canescens
 

外生菌根是寄主根部与某些真菌形成的共生组织，并可以增强寄主植物对Cd2+的耐受能力，但其生理学和分子学机制尚不明确。

本研究以卷缘桩菇菌与银灰杨根部形成的外生菌根为研究对象，揭示木本植物的外生菌根对寄主镉耐受能力的影响。有菌根银灰杨与无菌根银灰杨经过镉处理5min后对比，通过非损伤微测技术（NMT）检测发现，前者根尖有更多的Cd2+内流且H+外排更强，H+-ATP抑制剂处理后，后者Cd2+吸收趋于消失，而有菌根银灰杨根尖对Cd2+吸收下降较少。

实验结合气体交换测量、基因转录水平检测，证明外生菌根提升了寄主对Cd2+的吸收能力，可能与增加了根部体积以及与Cd2+吸收、运输相关基因的超表达有关，此外通过提升镉解毒能力、营养与碳水化合物水平，从而提高了银灰杨对Cd2+的耐受能力，这为植物修复提供了新思路。

图注：-/+菌根、-/+CdSO4处理时，银灰杨根尖各位点Cd2+的流速。正值表示内流。

 

同时，研究中还利用基于非损伤微测技术检测了水稻细胞的Cd2+流速，发现经过SiNPs（19nm、48nm、201nm）处理后，Cd2+吸收速率分别平均下降了15.7倍、11.1倍和4.6倍。SiNPs抑制了Cd吸收转运(OsLCT1 and OsNramp5)的基因表达、促进了Cd向液泡转运基因(OsHMA3)和Si吸收基因(OsLsi1)的表达。

关键词：碳水化合物，基因表达，离子流，菌根，营养素，氧化应激，质膜，质子ATP酶，白杨