广西热作所科技人员研究成果为提升植物修复效率和解析重金属调控网络提供新的理论基础

近日，广西热作所特色果蔬质量安全控制机理与评价团队科研人员在国际知名SCI期刊《Toxics》（中科院3区，影响因子4.6）在线发表了题为“Phytohormone-ROS Crosstalk Regulates Metal Transporter Expression in Sedum alfredii”的研究论文。

图1 论文首页截图

东南景天（Sedum alfredii）是我国发现的典型镉（Cd）超积累植物，但其激素-活性氧（ROS）信号网络对重金属转运蛋白的精细调控机制尚不清楚。本研究首次在无外源Cd胁迫条件下，通过外源施用脱落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素（t-Z）及H₂O₂等处理，系统解析了植物激素与ROS信号在金属转运基因表达中的互作关系。

结果表明，ABA与IAA通过促进过氧化氢酶（CAT）活性，缓解ROS对金属转运蛋白的抑制，从而上调HMA3与Nramp5表达；t-Z与GA₃则表现出相反效应。功能验证进一步发现，ABA与t-Z对HMA3和Nramp5的调控依赖于H₂O₂信号，而IAA对Nramp5的调节为ROS-独立途径。在含Cd处理下，HMA3与Nramp5协同介导Cd在叶片中的隔离与再分配，维持超积累能力。相关性与PLS-SEM分析揭示“CAT–H₂O₂”模块是激素-ROS网络的核心节点。

该研究揭示了激素-ROS信号在超积累植物中调控金属转运的关键通路，为提升植物修复效率和解析重金属调控网络提供了新的理论基础。

图2 激素-ROS-转运蛋白调控模型示意图

广西热作所陈仕淼为论文第一作者，陆覃昱为通讯作者。研究得到国家自然科学基金青年基金项目和广西自然科学基金青年基金项目的资助。

热作所  陈仕淼供稿/供图

一审一校：单    彬

二审二校：刘思朝

三审三校：覃剑峰