近日，植物保護學院煙草團隊在Journal of Hazardous Materials在線發表了題為“Integrated physiological, transcriptomic, and metabolomic investigation reveals that MgO NPs mediate the alleviation of cadmium stress in tobacco seedlings through ABA-regulated lignin synthesis”的研究論文。山東農業大學為該論文的第一單位，秦孟展碩士為該論文的第一作者，劉朋副教授為該論文的通訊作者。

鎘（Cadmium）對農業的危害是嚴重而持久的，如何減少鎘對農作物的危害是一個重要課題。植物降低鎘毒性的方式大致可分為兩部分：一方面，減少鎘吸收和轉運。這主要通過降低相關基因的表達來實現。另一方面，將游離的鎘固定減少它的流動性。在這過程中細胞壁作為第一道防御起著非常重要的作用。

本研究通過使用氧化鎂納米材料（MgO NPs）來減少水培條件下鎘對煙苗的損害并深入解析其中的機制。研究發現，MgO NPs可有效減輕鎘對煙草幼苗的危害，主要通過減少鎘吸收和調節鎘分布來實現。深入研究發現一個關鍵因素：MgO NPs促進ABA的合成起核心調控作用。ABA通過兩種不同的機制，不僅減少了鎘的吸收，而且促進了細胞內鎘在非活性成分（細胞壁）中的儲存。首先，ABA下調NRAMP、bZIP、HMA等鎘吸收相關基因的表達，從而降低鎘吸收。其次，ABA激活了苯丙烷生物合成途徑，促進了細胞壁主要成分木質素的合成。木質素含有可以固定鎘的功能化學基團，使其固定在細胞壁上。這減少了鎘在細胞膜和細胞器中的分布。

本研究得到了楊龍、張麗、侯欣等老師的支持，獲山東省現代煙草產業技術產業體系的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136693

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波