EP南農崔瑾：血紅素加氧酶誘導劑抑制BcIRT1轉錄降低小白菜Cd吸收-自主發布-資訊-生物在線

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EP南農崔瑾：血紅素加氧酶誘導劑抑制BcIRT1轉錄降低小白菜Cd吸收

作者：旭月（北京）科技有限公司 2020-12-17T09:36 (訪問量:7905)

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NMT作為生命科學底層核心技術，是建立活體創新科研平臺的必備技術。2005年~2020年，NMT已扎根中國15年。2020年，中國NMT銷往瑞士蘇黎世大學，正式打開歐洲市場。



崔瑾往期NMT成果：NMT主導鈣依賴的活性氧信號介導富氫水促根系拒鎘的研究



基本信息

主題：血紅素加氧酶誘導劑抑制BcIRT1轉錄降低小白菜Cd吸收

期刊：Environmental Pollution

影響因子：6.792

研究使用平臺：NMT重金屬創新平臺

標題：Hemin-decreased cadmium uptake in pak choi?(Brassica chinensis?L.)seedlings is heme oxygenase-1 dependent and relies on its by-products ferrous iron and carbon monoxide

作者：南京農業大學崔瑾、蘇娜娜


檢測離子/分子指標

Cd2+


檢測樣品

小白菜根伸長區（距根尖8 mm根表上的點）和成熟區（距根尖16 mm根表上的點）




摘要


鎘（Cd）是農田中的主要污染物，不僅極大地限制了農作物的生產，而且通過進入食物鏈還會給人類健康帶來嚴重威脅。之前的研究表明，hemin處理可以減少小白菜幼苗中Cd的積累，然而其機制還不清楚。本研究使用非損傷微測技術（NMT）實時監測小白菜根部Cd2+流速，證明hemin處理可以降低植物對Cd的吸收，而不是Cd在植物體內發生轉移。此外，研究通過比較小白菜幼苗、野生型擬南芥及heme oxygenase-1（HO-1）突變體對不同化學處理的反應，證據了hemin是以HO-1依賴的方式降低Cd的吸收。此外，對hemin降解產物的分析表明，hemin對Cd吸收抑制可能通過抑制菜根中Fe2+/Cd2+轉運體BcIRT1的表達來實現的。




離子/分子流實驗處理方法


①?3日齡幼苗，10 μM hemin預處理1 d再用20 μM CdCl2處理20 min（hemin/Cd），對照為僅用20 μM CdCl2處理，不施加hemin預處理（-/Cd）

②? 3日齡幼苗用無、10 μM hemin或10 μM ZnPP預處理1 d，用20 μM CdCl2處理20 min

③?3日齡幼苗用無、10 μM Fe2+、10 μM CORM-3或10 μM BR預處理1 d，用20 μM CdCl2處理20 min




離子/分子流實驗結果


采用NMT技術測定了小白菜根表面Cd2+流速的變化，探討了氯化血紅素（hemin）處理后，小白菜幼苗Cd含量是否由于Cd吸收減少而降低。在Cd脅迫下，小白菜根尖迅速吸收Cd2+，在伸長區的內流速率高于成熟區（圖1E和G）。與對照組相比，氯化血紅素預處理顯著減少了Cd2+的內流，在伸長區和成熟區分別平均減少17.4%和18.5%（圖1F和H）。因此，在Cd脅迫下，hemin處理降低了Cd的吸收，而不是Cd的運輸。


圖1. Hemin預處理對小白菜根尖不同區域的Cd2+凈流速的影響

ZnPP預處理的小白菜幼苗根部Cd2+吸收速率在伸長區和成熟區分別顯著提升了17.6%和6.5%（圖2）。


圖2.Hemin或ZnPP預處理對小白菜根尖不同區域的Cd2+凈流速的影響

如圖3所示，CO和Fe2+預處理顯著降低了根系伸長區和成熟區對Cd的吸收。與該結果一致的是，CO和Fe2+預處理的幼苗中積累的Cd較少（圖3）。相反，BR預處理呈現出與非預處理幼苗類似的Cd內流速率（圖3）。綜上，hemin降解的副產物CO和Fe2+可能是通過抑制Cd的吸收共同促進了Cd的耐受。


圖3. Fe2+、10 μM CORM-3或10 μM BR預處理對小白菜根尖不同區域的Cd2+凈流速的影響




其他實驗結果


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