不同镉积累基因型烟草根系镉螯合能力差异及相关基因分析

• 作者: 周会娜 商慧文 张艳玲 戴华鑫 程功 翟妞 郭园园 陈江华
• 来源期刊: 烟草科技
• 学科: 农学
• 关键词: 镉 普通烟草 黄花烟草 根系 植物螯合肽 PCS1
• 年，卷（期）: 2014,（12）
• 所属期刊栏目: 烟草农学
• 页码范围: 62-66
• 页数: 5页
• 分类号: S572.01
• 字数: 4082字
• 语种: 中文

摘要

为探讨烟草根系镉液泡截留的基因型差异机理，采用苗期水培试验，研究了不同镉积累模式的两种基因型烟草[普通烟草品种 K326和黄花烟草（N.rustica）]根系镉螯合能力和相关基因的表达差异。结果表明：①镉处理前后还原型谷胱甘肽（GSH）和植物螯合肽（Phytochelatins，PCs）出现此消彼长的现象。与对照相比，1μmol/L 镉诱导处理导致K326和黄花烟草根系总非蛋白巯基（NPT）含量（质量分数）和PCs含量（质量分数）分别升高45.89%，57.75%和55.58%，84.00%，GSH含量（质量分数）降低10.70%和62.09%。镉处理前后黄花烟草GSH和PCs的变幅明显高于K326。②1μmol/L镉诱导处理促进烟草根系中的镉由交换态向螯合态转变，并且促使PCs向高分子量结合态转变。黄花烟草的转化能力高于K326。③对照处理中两基因型烟草根系螯合物中高分子量螯合物（High-molecular-weight chelation ，HMW）和低分子量螯合物（Low-molecular-weight chelation ，LMW）组分约各占一半。1μmol/L 镉诱导条件下，K326中HMW含量（体积分数）占总量的77.43%，黄花烟草中镉几乎全部以HMW形态存在。在镉诱导条件下黄花烟草根系镉向螯合态转化能力和结合能力均明显高于K326，说明根系镉螯合能力的差异是导致黄花烟草和普通烟草镉积累差异的原因之一。④黄花烟草根系植物螯合肽合成酶1基因（Phytochelatin synthase 1，PCS1）的表达对镉具有高度敏感性，与对照相比，1μmol/L镉处理下PCS1的表达量增加257.33%，而镉处理对K326中PCS1的表达影响不大。