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揭示了纳米硒调控下小麦根系细胞壁对镉胁迫的响应机制，为富硒低镉小麦新品种的培育以及我国小麦的安全生产和提质增效提供理论依据。相关研究成果发表于《Journal of Hazardous Materials》上。

硒是植物生长的有益元素，能够缓解镉对植物的毒害。纳米硒是一种具有纳米级尺寸的红色元素态硒，且相比于其他形态硒，纳米硒的利用率高、安全性好、毒性低等良好的特性为其开辟了广阔的应用前景。然而，当前硒镉调控技术因其作用机理尚不清晰，一定程度上制约了该技术在我国镉污染农田上的推广应用。

本研究综合植物生理学和转录组学技术，研究了纳米硒对小麦镉吸收和转运相关的调控效应及分子机制。研究表明，在小麦幼苗内，纳米硒与镉表现出拮抗作用，且细胞壁是镉和硒在小麦根系中滞留的主要结合位点。在镉胁迫下，纳米硒通过增加细胞壁组分含量以及改变官能团的吸收峰、改变苯丙烷生物合成和细胞壁重塑相关基因的转录水平，促进镉在根系细胞壁中的分布，降低小麦镉累积。此外，纳米硒诱导了与膜转运蛋白相关基因的表达，进而影响小麦根系对镉的吸收，并通过调控信号通路相关基因的表达提高植物抗氧化能力，缓解镉对小麦造成的氧化毒害。该研究挖掘了纳米硒调控膜通道、细胞壁生物合成及代谢相关的关键基因，为纳米硒在镉污染小麦农田上的推广应用奠定了理论基础。

该研究得到国家自然科学基金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://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.134549