海洋所在海草不同生活史阶段对痕量元素铜和镉胁迫响应及解毒机制研究方面取得新进展

  近日,国际学术刊物Journal of Hazardous Materials (IF=9.038) 在线刊发了海洋所杨红生课题组最新研究成果Programmed responses of different life-stages of the seagrass Ruppia sinensis to copper and cadmium exposure。该研究解析了海草植物——中国川蔓草(Ruppia sinensis)不同生活史阶段对(Cu)和镉(Cd)的耐受性及毒性效应机制。研究结果为理解沉水植物对重金属元素的吸收与减毒机制提供了新视角。此外,结果还展现了中国川蔓草这一物种对于水环境中Cu、Cd的生物指示与修复潜力。 

  川蔓草Ruppia,原名川蔓藻,隶属于单子叶植物纲,眼子菜目(Potamogetonales),川蔓草科(Ruppiaceae)。与其他海草种类相比,川蔓草具有更强的环境适应能力,是一种广泛分布于热带和温带滨海、瀉湖、盐沼等浅水水域的沉水被子植物。中国川蔓草(R. sinensis)是我国分布范围最广的川蔓草种类,其中滩涂海水养殖池是其主要分布区域之一。 

中国川蔓草不同生活史阶段对Cu、Cd耐受性及毒性效应机制(示意图) 

  研究团队针对中国川蔓草早期发育的三个阶段,从个体、亚细胞与转录组层面分析了中国川蔓草对Cu、Cd的吸收、富集和解毒过程。结果表明,中国川蔓草幼苗阶段最为脆弱,Cu、Cd对中国川蔓草的直观毒性效应分别是叶片黄化与生长抑制;中国川蔓草在Cu、Cd胁迫下的半效应浓度(EC50)分别是9.9μM295.5μM;中国川蔓草吸收Cu、Cd后,主要将其隔离在地上组织细胞的液泡和细胞质内进行减毒;在Cu、Cd暴露下,信号传导与蛋白质加工相关功能基因表达受到显著抑制。 

  该研究得到了国家科技基础性工作专项、国家重点研发专项及中科院前沿科学重点研究项目等资助。海洋所博士研究生顾瑞婷和北京师范大学林海英博士为论文共同第一作者,周毅研究员为论文通讯作者。 

  论文链接https://authors.elsevier.com/sd/article/S0304-3894(20)31864-1。 


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