木本植物耐镉分子机制研究取得新进展

近日，中国林科院亚林所林木分子生物学研究组在木本植物耐镉分子机制研究中取得新进展。

镉(Cd)是自然环境中毒性最强的重金属之一。植物修复是镉污染土壤修复中最常用的技术。研究人员选取了馒头柳(Salix matsudana var. matsudana f. umbraculifera Rehd.)，一种高镉积累和耐镉的柳树，具有在镉胁迫下生长不受抑制的特性，作为研究样本。

研究过程中，技术人员利用转录组和蛋白质组联合分析以及形态分析的方法来探索馒头柳与镉耐性有关的分子证据。研究发现，镉主要积累在细胞壁，细胞壁上的官能团参与了镉的络合，镉胁迫后馒头柳根木质部细胞壁显着增厚。

研究人员通过转录学和蛋白质组联合分析证明了苯丙烷生物合成是响应镉胁迫的关键途径。在此途径中，镉胁迫下的植物根系木质素生物合成基因或蛋白表达显著上调，木质素含量显著增加。两个受镉诱导的基因SmCAD7和SmCCR1显著提高了植物愈伤组织的木质素含量，增强了对镉的耐性。这些结果将为进一步阐明木本植物耐镉的分子机制奠定基础，并为植物修复镉污染提供有价值的途径，因此，在镉污染土壤修复中具有较大的实际应用价值。

该项研究获得“十四五”国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。在《Journal of Hazardous Materials》上，以《Molecular insights into lignin biosynthesis on cadmium tolerance: morphology, transcriptome and proteome profiling in Salix matsudana》（IF14.224）为题发表了研究论文。（韩小娇）