近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所煙草智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)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(xué)、轉(zhuǎn)運富集和解毒機制的差異，相關(guān)研究成果發(fā)表于《生態(tài)毒理學(xué)與環(huán)境安全（Ecotoxicology and Environmental Safety）》（JCR一區(qū)，IF2022=6.8）上。

鎘（Cd）是環(huán)境生態(tài)風(fēng)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?qū)d具有較強的耐性而受到國內(nèi)外研究者關(guān)注。該團隊研究發(fā)現(xiàn)，“中煙100”和“K326”根、莖、葉和木質(zhì)部汁液中Cd吸收濃度動力學(xué)符合米氏方程。相較“中煙100”，“K326”表現(xiàn)出高生物量、高Cd耐性和轉(zhuǎn)運積累能力。六種化學(xué)形態(tài)中，水、氯化鈉和乙酸提取態(tài)是兩個煙草品種Cd的主要賦存形態(tài)。根部乙酸提取態(tài)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(tài)；葉部隨著Cd處理濃度提高，氯化鈉提取態(tài)的Cd（包括提取果膠鹽、與蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)或呈吸著態(tài)）成為主要存貯形態(tài)；而莖部水提取態(tài)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(zhuǎn)運形態(tài)，在高Cd濃度處理時也可作為“K326”的貯存形態(tài)。另外，乙醇提取態(tài)（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(xiàn)。對于亞細(xì)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(xì)胞壁組分，說明液泡和細(xì)胞壁的區(qū)隔化作用是煙草Cd耐性和解毒的主要途徑。“K326”根細(xì)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(jié)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(zhì)資源的篩選、育種或分子改良也有一定的指導(dǎo)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(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項等項目資助。