Sci Total Environ西南科大:​NMT发现高Cu低Fe可减少水稻吸Cd但高Cu增加了籽粒Cd浓度-自主发布-资讯-生物在线

Sci Total Environ西南科大:​NMT发现高Cu低Fe可减少水稻吸Cd但高Cu增加了籽粒Cd浓度

作者:旭月(北京)科技有限公司 2021-05-20T10:22 (访问量:4228)

NMT作为生命科学底层核心技术,是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年,NMT已扎根中国15年。2020年,中国NMT销往瑞士苏黎世大学,正式打开欧洲市场.

感谢本文一作,西南科技大学韩颖副教授供稿

基本信息

主题:NMT发现高Cu低Fe可减少水稻吸Cd但高Cu增加了籽粒Cd浓度

期刊:Science of the Total Environment

影响因子:6.551

研究使用平台NMT重金属创新平台

标题:Iron and copper micronutrients influences cadmium accumulation in rice grains by altering its transport and allocation

者:西南科技大学董发勤、韩颖、凌勤


检测离子/分子指标

Cd2+


检测样品

水稻根分生区、伸长区、成熟区



中文摘要(一作供稿)


稻田镉(Cd)污染严重威胁了我国部分地区人们的身体健康。本文针对川西南低铁(Fe)、高铜(Cu)的碱性Cd污染稻田土,探讨了通过改变培养介质中Fe和Cu的浓度来修复Cd污染碱性水稻土的潜力。本文评估了这两种微量营养元素(Cu和Fe)对水稻Cd吸收和转运的影响。研究发现添加Cu显著提高了水稻生物量和产量,减少了根系Cd的内流和Cd的向上迁移,从而降低了根系、茎秆和叶片中Cd的浓度,但过量的Cu促进了籽粒中相对较高的Cd分配,尤其是在缺Fe条件下,这可能是因为Cu显著提高了叶片中生物可利用Cd的比例。相比之下,Fe并没有缓解Cd对水稻生长和产量的毒害作用,但显著减少了Cd向籽粒的转移,进而降低了水稻籽粒的Cd累积,这与叶片中生物可利用Cd的比例急剧下降密切相关。该研究认为,Cd在水稻籽粒的累积是可以通过改变生长介质中Fe和Cu的浓度来实现的,适当减少Cu,增加Fe可以降低Cd在水稻籽粒中的积累。


离子/分子流实验处理


1. +Fe+Cd: 20 μmol L-1 EDTANa2Fe(II)+10 μmol L-1 CdCl2

2. -Fe+Cd: 10 μmol L-1 CdCl2

3. +Fe+Cd+Cu: 20 μmol L-1 EDTANa2Fe(II)+10 μmol L-1 CdCl2+10μmol L-1 CuSO4

4. -Fe+Cd+Cu: 10 μmol L-1 CdCl2+10 μmol L-1 CuSO4

处理20 d,80 d(收获籽粒)


离子/分子流实验结果

为了更好地了解Cu和Fe诱导根系Cd积累的变化,本研究检测了这些金属在不同根区(分生区、伸长区和成熟区)上诱导净Cd流速的变化。相对于Fe和Cd处理(+Fe+Cd和-Fe+Cd),添加Cu显著降低了水稻根系3个微区的平均净Cd流速(图1)。

值得注意的是,在-Fe+Cd+Cu处理下,Cu的添加导致Cd从根部外排。Fe也抑制了Cd的吸收(尽管程度比Cu小),因为Cd2+在+Fe+Cd处理下的内流速率明显小于在-Fe+Cd处理下的内流速率。在分生区、伸长区和成熟区,-Fe+Cd处理的Cd内流速率分别是+Fe+Cd处理的1.57倍、1.46倍和1.16倍(图1)。

Cd2+内流速率在伸长区最高,其次为分生区、成熟区。唯一的例外是-Fe+Cd+Cu处理下,Cd在分生区的外排速率高于伸长区和成熟区(图1)。



图1. 水稻生长20 d后不同根微区平均Cd2+流速

图2. 水稻根部成熟区

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