科研进展丨研究揭示茉莉酸减轻水稻重金属毒害机制

农业农村部环境保护科研监测所重金属生态毒理与污染修复团队研究发现外源植物激素茉莉酸通过调控水稻抗氧化防御系统及促进镉(Cd)的络合作用减轻重金属毒害，为稻米降Cd叶面调理剂的开发提供了新思路。相关研究成果发表在《环境污染杂志（Environmental Pollution）》。

茉莉酸（JA）是一种内源生长调节剂，可以帮助植物抵御生物和非生物胁迫。为确定茉莉酸如何缓解水稻Cd毒害，该研究通过盆栽试验和大田试验，探讨了茉莉酸对水稻生长参数、ROS积累、Cd分配及在籽粒中累积的影响。在苗期，通过荧光探针活体定位、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和比色法剖析了茉莉酸在水稻耐Cd中的作用。在水稻成熟期，通过田间试验研究了茉莉酸对水稻体内Cd吸收和运转的影响。结果表明，在水稻苗期，茉莉酸通过促进Cd与根部络合可溶性果胶的结合，增加了Cd的细胞壁区域化，抑制了Cd向原生质体的移动，从而使根和地上部的Cd含量分别降低了30.5%和53.3%。茉莉酸通过提高过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽(GSH)水平，降低了过氧化氢含量，减轻了Cd诱导的膜脂过氧化损伤。此外，田间试验还表明，叶面喷施茉莉酸抑制了Cd从水稻茎和根向籽粒的运输，使高Cd田和低Cd田的Cd浓度分别降低了29.7%和28.0%。该研究阐明了茉莉酸如何促进水稻植株对Cd毒害的抗性及减少Cd在稻米中积累的作用机制，为植物激素类叶面调理剂的开发提供了理论支撑。

本研究得到了十三五和十四五国家重点研发计划项目的共同资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119178

作者 | 李颜 保琼莉

转自：“农业农村部环境保护科研监测所”微信公众号

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