近期,我院教师饶申副教授联合恩施德源硒材料工程科技有限公司在国际农林领域期刊Industrial Crops & Products发表题为“Cadmium distinctly affects selenium accumulation in Cardamine violifolia roots and shoots”论文,揭示镉对堇叶碎米荠地上部和地下部硒元素积累的不同影响。饶申副教授为论文第一作者和通讯作者,丛欣研究员为共同通讯作者。

尽管硒(Se)对植物吸收镉(Cd)的拮抗作用已被广泛研究,但镉介导的硒积累的反向调控机制尚待明晰。本研究以硒超富集植物堇叶碎米荠为材料,旨在阐明这些相互作用。结果表明,镉暴露增加了根毛形成,促进了根系中硒的浓度,但降低了其地上部的积累。镉和硒均沉积在叶片边缘。转录组分析显示,地上部中腺苷-5'-磷酸硫酸激酶(APK1、APK2和APK4)及腺苷-5'-磷酸硫酸还原酶(APR1和APR3)的表达受镉诱导;在硒镉联合处理下,包括无机磷酸盐转运蛋白1.3(PHT1.3)和硫酸盐转运蛋白1.2(SULTR1.2)在内的六个硫酸盐转运蛋白表现出协同的表达调控。加权基因共表达网络分析表明,如无机磷酸盐转运蛋白1.3和推测扩展蛋白-B2等23个基因,可能在镉处理的堇叶碎米荠调控硒积累过程中起关键作用。总之,镉通过扩大根毛表面积和增强转运蛋白基因表达促进了根系对硒的吸收。同时,镉可能通过激活APK和APR等关键基因促进硒挥发,从而减少地上部硒的积累。本研究为植物中硒镉互作提供了新视角,并深化了对其机制的理解。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.120975
作者简介:饶 申:武汉轻工大学硒产业学院专任教师,副教授,硕士生导师,国家富硒农产品加工技术研发专业中心骨干成员。主要围绕超聚硒植物富硒生理生化及分子机制开展研究。发表SCI论文40多篇,获得湖北省科技进步二等奖1项和中国商业联合会科技进步一等奖1项。