水稻根系中硫吸收同化相關(guān)基因?qū)︽k,芐嘧磺隆及其復(fù)合污染的應(yīng)答.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展造成的環(huán)境污染已越來越嚴(yán)重。工業(yè)和生活污水灌溉、化肥大量施用，導(dǎo)致土壤重金屬污染加重;農(nóng)藥的大量使用和殘留也已成為主要的有機(jī)污染源。其中，芐嘧磺隆(bensulfuron-methyl，BSM)是我國稻田廣泛使用的一類磺酰脲類除草劑;重金屬鎘(cadmium，Cd)是目前污染土壤的主要污染物之一，而且毒性強(qiáng)，移動(dòng)性大，嚴(yán)重威脅我國土壤環(huán)境，影響稻米質(zhì)量和人類健康。本文以水稻品種豐美占和粵香占為材料，設(shè)置Cd(45μmol/L

2、Cd2+)，BSM(0.25μmol/LBSM)和Cd+BSM（45μmol/LCd2++0.25μmol/LBSM）為實(shí)驗(yàn)處理組，在培養(yǎng)基中加入等量的水作為對照(CK)，利用基因芯片和實(shí)時(shí)熒光定量PCR(QRT-PCR)技術(shù)研究了豐美占和粵香占幼苗根系中硫吸收同化相關(guān)基因?qū)d、BSM及其復(fù)合污染的應(yīng)答，主要結(jié)果如下:
　　 1、Cd、BSM及其復(fù)合污染對豐美占和粵香占生長發(fā)育的影響
　　 處理20天后，和CK相比，C

3、d、BSM及其復(fù)合處理均顯著抑制豐美占和粵香占幼苗的根長、株高、地上部干重、地下部干重等生物量，表明Cd、BSM及其復(fù)合處理均會(huì)抑制水稻幼苗的生長。在豐美占中，Cd+BSM復(fù)合處理能緩解Cd、BSM單獨(dú)處理對豐美占幼苗毒害效應(yīng)，而在粵香占中未觀察到這個(gè)現(xiàn)象。且Cd、BSM及其復(fù)合處理均造成豐美占和粵香占根系內(nèi)的過氧化脅迫。
　　 2、Cd、BSM及其復(fù)合污染對水稻植株中硫含量的影響
　　 和對照相比，Cd、Cd+BSM促

4、進(jìn)兩供試水稻品種對硫的吸收，BSM也提高粵香占對硫的吸收。和Cd、BSM單獨(dú)處理相比，Cd+BSM較Cd、BSM處理更能促進(jìn)豐美占對硫的吸收，這可能是Cd+BSM復(fù)合處理能緩解Cd、BSM單獨(dú)處理對豐美占幼苗毒害的主要機(jī)制之一。
　　 3、Cd、BSM及其復(fù)合處理對硫同化相關(guān)基因表達(dá)影響的基因芯片分析和QRT-PCR驗(yàn)證
　　 基因芯片的分析結(jié)果表明，Cd，Cd+BSM處理可以通過誘導(dǎo)水稻根系中硫酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)子和通透酶基因（

5、如HSAT、ST3.1、ST4.1、SP）的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)根系硫酸鹽的吸收。Cd、Cd+BSM誘導(dǎo)ATPS、CBS、CS、PR、RD-like等一系列硫酸鹽同化相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，從而激活硫同化途徑。在豐美占中Cd+BSM處理較BSM，Cd單獨(dú)處理能更強(qiáng)烈地誘導(dǎo)硫吸收同化相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)水稻幼苗吸收更多的硫來緩解Cd對水稻幼苗的毒害。編碼植物螯合肽(PCs)、金屬硫蛋白(MTs)等重金屬螫合物以及谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GSTs)、谷胱甘肽還原酶