水稻根部Cd向地上部的转运是控制籽粒Cd含量的关键机制之一,增强水稻根部耐Cd能力、促进Cd的钝化将减少水稻Cd污染的风险。以往研究表明,植物GST具有抗氧化性,还能催化Cd与GSH的结合,影响Cd在根部的钝化。为探索水稻GST 在Cd解毒代谢中的功能,本项目采用植物生理学、生物化学和蛋白质组学的方法,明确了Cd胁迫下水稻GST的活性变化规律,分离、纯化、鉴定了GST同功酶,并结合Cd的亚细胞分布和分子分布、巯基物质含量等数据,阐明了水稻GST的活性和表达受到细胞内非蛋白巯基和过氧化氢等物质的调控,当Cd胁迫超出巯基解毒范围后,GST活性迅速增加,降低细胞内活性氧物质的含量,减轻Cd的毒性效应。此外,研究了GST调控Cd转运的可能机制,明确了GST通过与巯基物质的相互作用影响Cd在根部的钝化,当巯基含量充足时,GST活性增加能促进Cd在根部的累积,减少向地上部的转运;而当巯基含量不足时,GST主要起解毒作用,对Cd的转运影响不大。本项目中水稻GST解毒机制的深入研究为水稻Cd污染控制提供了理论依据和技术支撑。
英文主题词rice; cadmium; GST; detoxification