镉是威胁食品安全的重要因素之一,根系是吸收和感知土壤镉的首要器官。本项目以苹果砧木(平邑甜茶)和葡萄为试材,检测了镉胁迫下根系一氧化氮、多胺和脱落酸等信使分子和传递逆境信号的MAPK(促分裂原激活蛋白)的活性变化,克隆了MAPK等的基因,分析了基因表达与镉胁迫的关系。结果显示,适宜浓度氯化镉明显提高根系一氧化氮(NO)、腐胺和脱落酸含量及一氧化氮合酶、鸟氨酸脱羧酶和精氨酸脱羧酶的活性;在50~200umol/L内,NO和腐胺及其合成酶活性均随着镉浓度的增加而逐渐升高;还分离到平邑甜茶MAPK基因全长,获得了转MhMAPK烟草植株,发现镉和NO供体可诱导MhMAPK基因表达,镉胁迫下根系NO生成高峰早于MAPK活性高峰出现,根系可通过NO激活MAPK级联途径识别镉胁迫及启动镉胁迫信号传递等。此外,还从平邑甜茶中分离到MhCDPK、MhNCED和MhVPE等与逆境应答有关的基因,发现镉胁迫和NO都可使它们表达上调。适宜浓度的外源水杨酸、NO、亚精胺和精胺能够缓解镉伤害。研究结果丰富了果树根系识别镉胁迫的机理,可为降低重金属对果树的危害及果品安全生产提供新思路。
英文主题词Cadmium;nitric oxide;mitogen-activited protein kinase;roots;fruit tree