科研进展丨氨基酸离子液体抑制水稻体内镉迁转
作者:张长波 薛卫杰 来源:重金属创新团队 2024-05-28
近日,农业农村部环境保护科研监测所重金属生态毒理与污染修复创新团队研究揭示了甘氨酸离子液体对水稻体内的重金属镉调控的分子机制,为利用氨基酸类离子液体解决稻米重金属超标问题提供了技术依据。相关研究成果发表在《总体环境科学(Science of the Total Environment)》上。
重金属镉在水稻籽粒中的过量累积不仅影响稻米品质,而且可通过食物链威胁人体健康,研究发现甘氨酸离子液体对稻米镉积累有良好的阻控效果,但离子液体叶面调理剂对镉在水稻体内迁转的阻控机制并不明确。
大田试验和水培试验表明,甘氨酸离子液体能显著降低早稻籽粒中镉积累量44%-77%和晚稻籽粒中镉积累量39%-78%,水稻过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性分别提高了41%-131%和11%-121%。量子化学计算结果显示,甘氨酸通过羧基氧原子与镉形成配合物,促进了镉在水稻体内螯合作用。而外源施加甘氨酸离子液体也显著上调水稻谷氨酸、甘氨酸含量以及水稻根茎中OsGLR3.1-3.5的相对表达,提高了谷氨酸受体通道的活性,抑制了水稻对镉的吸收、转运和积累。该研究为揭示谷氨酸受体通道对镉的阻控作用分子机制提供了理论依据,具有较好的应用前景。
该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、科技部外国专家项目和中国农业科学院科技创新工程项目的支持。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S0048969724030080