水稻鉻毒害和耐性的機理研究

《水稻鉻毒害和耐性的機理研究》是依託浙江大學，由曾凡榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：水稻鉻毒害和耐性的機理研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：曾凡榮
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

土壤鉻污染已對作物可持續性生產和人類健康構成了嚴重威脅，培育耐鉻毒害和鉻低積累作物品種是目前充分利用鉻污染土壤和保證糧食生產安全的有效途徑，闡明作物鉻的吸收與積累特性以及揭示鉻毒害的機理則是開展耐鉻和鉻低積累品種選育的基礎。本項目擬在前期工作的基礎上，以鉻吸收積累和耐性有顯著差異的水稻品種（基因型）為材料，利用同步輻射、蛋白組學等技術，重點研究水稻對鉻的吸收和轉運特性、水稻體內鉻的分布特徵和化學形態變化規律以及鉻脅迫下水稻蛋白質組的回響，以期闡明水稻對鉻吸收積累和毒害耐性的基因型差異機理，從而為培育低鉻積累水稻品種的培育和安全生產提供理論依據和技術指導。

結題摘要

本研究以鉻耐性與積累差異顯著的水稻基因型 (秀水113和單K5)為材料，利用同步輻射、蛋白質組學等技術研究了水稻對鉻的吸收模式、分布特徵及其蛋白質組對鉻脅迫的回響。取得的主要研究結果有：（1）水稻根系對三價鉻（氯化鉻）和六價鉻（重鉻酸鉀）的吸收均符合Michaelis-Menten 動力學模型，但兩者的吸收機制有所不同，水稻根系對 三價鉻的親和力和吸收能力均大於六價鉻；（2）水稻根系中的鉻離子絕大部分累積在表皮細胞中；莖和葉中的鉻則主要分布於表皮和維管束組織；（3）水稻蛋白質組對鉻脅迫回響具有明顯的處理劑量效應和基因型差異，乙二醛酶I （GLO-I）、熱激蛋白 (Hsp90)、S-腺苷甲硫氨酸合成酶（SAMS）、NADP-異檸檬酸脫氫酶（ICDH）、谷氨醯胺合成酶（GS）等耐性相關蛋白上調回響鉻脅迫；（4）首次發現細胞壁合成相關蛋白蛋白質糖基化多肽（RGP）回響重金屬脅迫。