來自*遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的研究人員發(fā)表了題為“Co-overexpression FIT with AtbHLH38 or AtbHLH39 in Arabidopsis enhanced cadmium tolerance via increased cadmium sequestration in roots and improved iron homeostasis of shoots”的文章，發(fā)現(xiàn)了擬南芥三個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子參與了植物對Cd脅迫的響應(yīng)，這將有助于解析植物耐重金屬鎘脅迫的分子機(jī)制，相關(guān)成果公布在植物學(xué)zui古老，zui的期刊之一：Plant Physiology雜志上。

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領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所凌宏清研究員，論文*作者為凌宏清研究組副研究員吳慧蘭博士，這項(xiàng)研究受到國家自然科學(xué)基金委、*973計(jì)劃和合作項(xiàng)目harvest-plus的資助。
鎘（Cd）是生物毒性很強(qiáng)的重金屬之一。近年來，由于工業(yè)“三廢”的排放以及大量化肥的施用，導(dǎo)致土壤Cd污染日益嚴(yán)重。土壤中Cd極易被植物根吸收，轉(zhuǎn)入到地上部和種子中積累。Cd在植物體內(nèi)的積累不僅影響植物的生長發(fā)育，造成產(chǎn)量和品質(zhì)下降，更為嚴(yán)重的是通過食品進(jìn)入人體，影響人類健康。因土壤Cd等重金屬離子污染通常是一種面源污染，如何降低植物對Cd的吸收以及控制Cd向可食部位的轉(zhuǎn)移是目前上研究植物重金屬毒害的熱點(diǎn)。

在這篇文章中，研究人員發(fā)現(xiàn)三個(gè)擬南芥bHLH轉(zhuǎn)錄因子FIT、AtbHLH38和AtbHLH39參與了植物對Cd脅迫的響應(yīng)。在高Cd脅迫時(shí)，這三個(gè)基因的表達(dá)上調(diào)。而且雙過量表達(dá)FIT/AtbHLH38和FIT/AtbHLH39，轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出比野生型更耐受Cd的脅迫。分子和生理實(shí)驗(yàn)證明，雙過量表達(dá)FIT/AtbHLH38和FIT/AtbHLH39植物提高Cd的耐受性，主要是FIT與AtbHLH38或AtbHLH39的互作，組成性地啟動(dòng)了一些與重金屬區(qū)隔化的基因（如HMA3，MTP3，IREG2和IRT2）的表達(dá)，從而將大量吸收的Cd區(qū)隔化在根部，降低了向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)。
同時(shí)，F(xiàn)IT與AtbHLH38或AtbHLH39的互作還組成性地啟動(dòng)了nicotiananmine（NA）合成酶基因（NAS1和NAS2）的表達(dá)，在植物體內(nèi)催化更多NA合成。由于NA是植物體內(nèi)活化和轉(zhuǎn)運(yùn)鐵的主要螯合物，它的增多可增強(qiáng)Cd脅迫時(shí)鐵離子向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而緩解由Cd脅迫引起的植物缺鐵并發(fā)癥。

該研究系統(tǒng)研究和報(bào)道了植物吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)Fe和Cd離子的互作分子機(jī)制，研究結(jié)果為培育耐Cd農(nóng)作物新品種提供了思路。

來源：生物通