镉胁迫对甘蓝型油菜幼苗生长及基因表达的影响

发布时间：2020-12-16 02:53

　　为明晰镉胁迫对甘蓝型油菜幼苗生长的影响,通过盆栽实验,探讨了油菜在不同浓度镉胁迫下表型、生理响应、镉积累特征及基因表达变化。结果表明油菜对5mg/kg镉处理有一定耐受能力,表型相比对照差异不显著;但较高浓度的镉胁迫(30,50 mg/kg)会显著抑制油菜幼苗生长,主要表现为株高、鲜重、叶面积、叶绿素、可溶性糖含量相比对照显著降低,同时SOD、POD酶活性、可溶性蛋白含量相比对照显著升高。油菜幼苗中镉含量随着处理浓度增大而逐步增加,且镉胁迫会显著影响油菜对Mn、Mg、Zn、Cu等必需金属离子的吸收。比较转录组分析发现镉胁迫下差异表达基因主要富集在抗氧化活性、光合作用、ATP酶活性、细胞壁形成等途径。对HMA基因家族表达模式分析表明镉胁迫下油菜根中HMA3基因上调表达,HMA2和HMA4基因下调表达,上述基因的差异协调表达可能对油菜适应镉胁迫发挥了重要作用。 

【文章来源】：中国油料作物学报. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

不同浓度镉处理对油菜生长影响

叶片在Cd30处理下相比对照差异基因功能主要富集在膜蛋白复合体（membrane protein complex；上调13/下调95）、类囊体（thylakoid；上调0/下调77）、光合作用膜（photosynthetic membrane；上调0/下调75）、光合系统（photosystem；上调0/下调72）等（图5）。上述富集基因在Cd30处理下相比对照均下调表达，与叶片中叶绿素含量显著下降（图2A），叶片黄化表型一致（图1A）。图3 不同浓度镉处理下油菜幼苗根和叶片中镉含量

图2 不同浓度镉处理下油菜生理指标根在Cd10处理下相比对照差异基因功能主要富集在ADP结合（ADP binding；上调155/下调5）、细胞壁形成（cell wall organization or biogenesis；上调88/下调5）、ATP酶活性（ATPase activity；上调109/下调7）、抗氧化活性（antioxidant activity；上调82/下调17）、过氧化物酶活性（peroxidase activity；上调81/下调13）、逆向运输活性（antiporter activity；上调74/下调13）、有害物质跨膜运输活性（drug transmembrane transporter activity；上调55/下调10）等（图6）。其中ADP结合及ATP酶活性相关基因的上调表达，表明能量代谢广泛参与了油菜镉胁迫响应。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]以新需求为导向的油菜产业发展战略[J]. 王汉中.  中国油料作物学报. 2018(05)
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[5]我国耕地土壤重金属污染现状与防治对策研究[J]. 蔡美芳,李开明,谢丹平,吴仁人.  环境科学与技术. 2014(S2)

硕士论文
[1]不同油菜品种对镉耐性差异及其初步机理研究[D]. 牛雅典.华中农业大学 2012



本文编号：2919392