近日，中國農業科學院煙草研究所煙草智慧農業創新團隊對比了全國主栽煙草品種“中煙100”與“K326”對重金屬鎘的吸收動力學、轉運富集和解毒機制的差異，相關研究成果發表于《生態毒理學與環境安全（Ecotoxicology and Environmental Safety）》（JCR一區，IF2022=6.8）上。

鎘（Cd）是環境生態風險較大的重金屬元素，植物對其耐性和解毒機制是近年研究熱點之一，煙草因對Cd具有較強的耐性而受到國內外研究者關注。該團隊研究發現，“中煙100”和“K326”根、莖、葉和木質部汁液中Cd吸收濃度動力學符合米氏方程。相較“中煙100”，“K326”表現出高生物量、高Cd耐性和轉運積累能力。六種化學形態中，水、氯化鈉和乙酸提取態是兩個煙草品種Cd的主要賦存形態。根部乙酸提取態Cd占比較高，即難溶性重金屬磷酸鹽二代磷酸鹽[M(HPO4)n]和[M(HPO4)n]等是煙草Cd的主要存貯和解毒形態；葉部隨著Cd處理濃度提高，氯化鈉提取態的Cd（包括提取果膠鹽、與蛋白質結合態或呈吸著態）成為主要存貯形態；而莖部水提取態的Cd比例最高，即水溶性有機酸鹽、重金屬一代磷酸鹽[M(HPO4)n]，是煙草Cd的主要轉運形態，在高Cd濃度處理時也可作為“K326”的貯存形態。另外，乙醇提取態（硝酸鹽、氯化物為主的無機鹽以及氨基酸鹽）也對“K326”葉片中的貯存與耐性有顯著的貢獻。對于亞細胞分布，＞93％的Cd主要貯存在植物含核糖體的可溶性組分和細胞壁組分，說明液泡和細胞壁的區隔化作用是煙草Cd耐性和解毒的主要途徑。“K326”根細胞壁部分中Cd的比例較高，而“中煙100”葉液泡中Cd比例較高。這些結果為不同煙草品種Cd積累模式、解毒和貯存策略的差異提供了更深入的理解，對Cd低積累或超富集種質資源的篩選、育種或分子改良也有一定的指導意義。

煙草所劉海偉副研究員為論文第一作者，劉海偉副研究員和石屹研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國農業科學院科技創新工程、公益性行業（農業）科研專項等項目資助。