硅对镉胁迫下水稻苗期抗氧化酶系统及镉离子吸收和转运相关基因表达水平的影响

文献类型： 中文期刊

第一作者： 黄奇娜

作者： 黄奇娜;徐有祥;林光号;党洪阳;郑振权;张燕;王晗;邵国胜;尹献远

作者机构：

关键词： 水稻;镉胁迫;硅;抗氧化酶系统;基因表达水平

期刊名称： 中国水稻科学

ISSN： 1001-7216

年卷期： 2023 年 37 卷 005 期

页码： 486-496

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]探究在镉(Cadmium,Cd)胁迫下,外源硅(Silicon,Si)对水稻株高、干物质量、抗氧化酶系统及对Cd2+相关基因表达水平的影响,以期为阐明Si缓解Cd对水稻毒害作用机理提供理论依据.[方法]以辐品36(FP36)和中嘉早17(ZJZ17)为研究对象,通过设置不同Cd胁迫浓度(0、5μmol/L)和Si处理(0、10μmol/L、1 mmol/L)进行水培实验,重点分析处理后水稻农艺性状和抗氧化酶活性,以及Cd2+吸收、转运相关基因表达水平的差异.[结果]Cd胁迫可以显著抑制水稻株高、干物质量和抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性;但Si能有效缓解Cd毒害,显著提高水稻生物量,增强抗氧化酶活性,其中1 mmol/L Si缓解效果更佳.此外,Si还能有效增加可溶性蛋白并降低MDA含量.Cd胁迫显著增加了FP36和ZJZ17不同组织的重金属含量,其中,根系中Cd积累量显著高于地上部.在添加较低浓度Si(10μmol/L)后,水稻根系和地上部Cd含量无显著差异;但1 mmol/L Si能显著降低水稻根系和地上部Cd含量.OsNRAMP1、OsNRAMP5、OsIRT1、OsHMA2、OsHMA3等Cd2+吸收和转运相关基因的表达水平在镉胁迫和Si处理后呈不同的变化趋势.其中,OsNRAMP1、OsIRT1、OsHMA2的表达量受Cd胁迫影响有所上调,OsNRAMP5表达量呈下调趋势,而OsHMA3则无显著变化.而外源添加1 mmol/L Si可显著下调上述Cd2+吸收和转运相关基因的表达水平,重金属镉积累量下降.[结论]Si通过改善水稻的农艺性状、激活抗氧化系统,以及调控重金属Cd2+吸收和转运相关基因的表达水平来缓解镉对水稻的毒害作用.

分类号： S511

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