高/低Cd累积苋菜品种金属累积特性与关键转运基因表达的关系

采用受污染菜园土进行盆栽试验,研究对Cd累积特性不同的苋菜品种(Amaranth mangostanus L.)对金属的吸收差异。白骨小圆叶油苋菜及正泰小圆叶苋菜地上部分Cd含量分别为(0.116±0.007)mg·kg-1和(0.146±0.002)mg·kg-1,台湾白苋菜及红柳叶苋菜地上部分Cd含量分别为(0.210±0.005)mg·kg-1和(0.349±0.026)mg·kg-1,相比而言前两者属Cd低累积品种,后两者属Cd高累积品种。由于红柳叶苋菜与白骨小圆叶油苋菜Cd含量差异最大,可通过测定两者根系IRT1及HMA4基因表达量,以研究高/低Cd累积特性苋菜品种对金属吸收的差异及其与相关转运蛋白的关系。结果显示,苋菜根系共质体Cd与Fe、Pb的吸收呈极显著正相关(P0.01)。红柳叶苋菜根系原生质体Fe、Cd及Pb含量显著高于白骨小圆叶油苋菜,同时其根系IRT1表达量高于白骨小圆叶油苋菜,表明苋菜根系IRT1基因的较高表达有助于根系从土壤吸收Fe外,可能有助于Cd与Pb的累积。苋菜地上部分Cd与Zn、Fe的吸收呈显著正相关(P0.05),与Pb、Mn、Ca的吸收呈极显著正相关。红柳叶苋菜地上部分Ca、Fe、Mn、Cd、Pb的含量显著高于白骨小圆叶油苋菜,同时其根系HMA4基因表达量高于白骨小圆叶油苋菜,表明苋菜HMA4基因的较高表达可能有利于苋菜将根系吸收的Cd等金属转运至茎叶。     

缺氧和充氧栽培对水稻Cd积累及OsHMA2基因表达的影响

【目的】研究缺氧和充氧栽培对水稻重金属Cd的吸收和转运及OsHMA2基因在茎中表达的影响,为降低水稻中重金属的吸收和累积奠定基础。【方法】以水稻品种五丰优2168为试验材料,通过营养液缺氧和营养液充氧的水培盆栽试验,分析Cd质量浓度为0、0.6、1.2mg·L~(-1)时,Cd的吸收累积以及茎中OsHMA2基因表达水平。【结果】缺氧栽培条件下,水稻生长发育受Cd抑制作用不显著,而充氧栽培条件下水稻生长受到显著抑制,表现为根、地上部干质量显著下降。在0.6和1.2mg·L~(-1)Cd处理条件下,缺氧栽培的水稻根部和地上部Cd累积量均低于充氧栽培。2种栽培条件下,根部Cd累积量均随Cd处理浓度的增大而增大。水稻地上部对Cd的累积在缺氧栽培条件下,0.6和1.2mg·L~(-1)Cd处理无显著差异,充氧栽培的水稻地上部Cd累积随处理浓度增大而增大。与对照相比,水稻茎OsHMA2表达量在缺氧和充氧栽培下,0.6mg·L~(-1)Cd处理上调,而1.2mg·L~(-1)Cd处理下调;在Cd处理下,OsHMA2表达量缺氧栽培高于充氧栽培。【结论】缺氧栽培能抑制水稻对Cd的吸收和累积;Cd累积量达到一定值时能够下调OsHMA2的表达。