煙草在線(xiàn)據(jù)云南煙葉信息網(wǎng)站報(bào)道　　鄭州煙草研究院等合作，采用苗期水培試驗(yàn)，研究揭示了不同鎘積累模式的兩種基因型煙草［普通煙草品種K326和黃花煙草（N.rustica）］根系鎘螯合能力和相關(guān)基因的表達(dá)差異。相關(guān)成果以“不同鎘積累基因型煙草根系鎘螯合能力差異及相關(guān)基因分析”為題，發(fā)布在《煙草科技》2014年最后一期（第12期）上。

　　鎘是煙草有害成分之一，煙葉中的鎘控制是近年來(lái)煙草減害的研究熱點(diǎn)。煙草對(duì)鎘的吸收存在基因型差異，普通煙草表現(xiàn)為根系和葉片積累，黃花煙草以根系積累為主。研究發(fā)現(xiàn)，黃花煙草和普通煙草積累鎘的差異與鎘的液泡截留有關(guān)，但造成鎘液泡截留差異的原因尚不清楚。重金屬被配體螯合后產(chǎn)生螯合物轉(zhuǎn)運(yùn)至液泡中進(jìn)行儲(chǔ)存是植物緩解重金屬毒害的途徑之一，植物細(xì)胞內(nèi)參與細(xì)胞螯合的主要配體是PCs。煙草中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PCs的存在，但是否在煙草液泡截留中起作用目前尚不清楚。

　　該研究通過(guò)進(jìn)行不同鎘脅迫條件下的苗期水培試驗(yàn)，探討造成黃花煙草和普通煙草兩基因型鎘的液泡截留差異原因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鎘處理前后還原型谷胱甘肽（GSH）和植物螯合肽（Phytochelatins，PCs）出現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的現(xiàn)象。與對(duì)照相比，1μmol/L鎘誘導(dǎo)處理導(dǎo)致K326和黃花煙草根系總非蛋白巰基（NPT）含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）和PCs含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）分別升高45.89%，57.75%和55.58%，84.00%，GSH含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）降低10.70%和62.09%。鎘處理前后黃花煙草GSH和PCs的變幅明顯高于K326。

　　該研究表明，1μmol/L鎘誘導(dǎo)處理促進(jìn)煙草根系中的鎘由交換態(tài)向螯合態(tài)轉(zhuǎn)變，并且促使PCs向高分子量結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)變。黃花煙草的轉(zhuǎn)化能力高于K326。對(duì)照處理中兩基因型煙草根系螯合物中高分子量螯合物（High-molecular-weight　chelation，HMW）和低分子量螯合物（Low-molecular-weight　chelation，LMW）組分約各占一半。1μmol/L鎘誘導(dǎo)條件下，K326中HMW含量（體積分?jǐn)?shù)）占總量的77.43%，黃花煙草中鎘幾乎全部以HMW形態(tài)存在。在鎘誘導(dǎo)條件下黃花煙草根系鎘向螯合態(tài)轉(zhuǎn)化能力和結(jié)合能力均明顯高于K326，根系鎘螯合能力的差異是導(dǎo)致黃花煙草和普通煙草鎘積累差異的原因之一。

　　該研究還發(fā)現(xiàn)，黃花煙草根系植物螯合肽合成酶1基因（Phytochelatin　synthase1，PCS1）的表達(dá)對(duì)鎘具有高度敏感性，與對(duì)照相比，1μmol/L鎘處理下PCS1的表達(dá)量增加257.33%，而鎘處理對(duì)K326中PCS1的表達(dá)影響不大。

兩基因型煙草根系不同鎘形態(tài)所占比例

兩基因型煙草根系螯合物形態(tài)

兩基因型煙草PCS1的相對(duì)表達(dá)量