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基本信息

主題：外源褪黑素可降低蘋果根莖的Cd吸收緩解Cd毒

期刊：Tree Physiology

影響因子：3.477

研究使用平臺：NMT重金屬創新平臺

標題：Exogenous melatoninalleviates cadmium uptake and toxicity in apple rootstocks

作者：沈陽農業大學呂德國、何佳麗

檢測離子/分子指標

^Cd2+

檢測樣品

距根尖頂端300μm、600μm、1200μm、1500μm和3000μm的根表上的點

中文摘要（谷歌機翻）

為了檢查褪黑素在蘋果屬植物中對Cd吸收，積累和排毒的潛在作用，我們將兩種在Cd吸收和積累方面差異很大的蘋果砧木暴露于0或30μMCd和0或100μM褪黑素。與耐鎘的微小蘋果花青霉菌“青州林琴”相比，耐鎘的baccata對鎘脅迫的內源性褪黑激素產生的刺激程度更大。褪黑素的應用減弱了鎘誘導的生長，光合作用和酶活性以及ROS和MDA積累的減少。褪黑素處理比鎘脅迫的巴塔卡巴氏菌更有效地恢復了鎘對微蘋果念珠菌青州林琴的光合作用，光合色素和生物量的恢復。外源性褪黑素降低了根部對鎘的2+吸收，降低了葉片的鎘含量兩種暴露于鎘的砧木中的鎘積累，降低的鎘轉運因子（T f s）s和增加的根，莖和葉褪黑素含量s。褪黑素的應用增加了抗氧化劑的濃度和酶的活性，以清除Cd誘導的ROS。外源性褪黑素處理改變了調節Cd吸收，轉運和排毒的幾種基因的mRNA水平，包括HA7，NRAMP1，NRAMP3 HMA4，PCR2，NAS1，MT2， ABCC1和MHX。綜上所述，這些結果表明，外源褪黑素減少了蘋果屬植物中的空中部分Cd積累并減輕了Cd毒性，這可能是由于褪黑激素介導的Cd在組織中的分配以及抗氧化防御系統的誘導以及轉錄過程中涉及排毒的關鍵基因的誘導。

離子/分子流實驗處理方法

Mb（M. baccata）和Mm（M. micromalus）兩種材料用30 μM Cd或100 μM 褪黑素處理20天

離子/分子流實驗結果

對于Cd暴露和褪黑激素處理，Mb和Mm的大凈Cd²⁺流入量出現在距根尖300-600μm處（圖1a）。兩種砧木的凈Cd²⁺流速均隨距根尖距離的增加而顯著降低。在響應沒有褪黑素的Cd暴露時，Mb根尖3000μm處呈現出凈Cd²⁺外排。在Cd暴露和褪黑素處理下，Mm根系的凈Cd²⁺流速始終大于Mb（圖1a）。外源褪黑素分別在300μm和600μm處使暴露于Cd的Mb和Mm根尖的平均凈Cd²⁺流速降低了65.4%和10.4%（圖1b）。

其他實驗結果

• Cd處理降低了兩個蘋果砧木葉片光合色素的濃度和根、莖、葉的干重，外源褪黑素可減輕Cd引起的不良反應。

• 褪黑素的應用減弱了Cd引起的光合作用和酶活性的降低，以及ROS和MDA的積累。

• 外源褪黑素降低了兩個Cd暴露的砧木葉片Cd的積累，降低了Cd轉運因子（Tfs），增加了根、莖和葉褪黑素的含量。

• 外源褪黑素的應用增加了抗氧化物濃度和抗氧化酶活性。

• 外源褪黑素處理改變了幾種調節鎘吸收、轉運和解毒的基因的mRNA水平。

結論

外源褪黑素減少了蘋果植株地上部分Cd的積累，減輕了Cd的毒性，這可能是由于褪黑素介導的Cd在組織中的分配，以及誘導抗氧化防御系統和參與解毒的轉錄調控的關鍵基因的結果。

離子流實驗使用的測試液

0.03 mM CdCl₂, 0.1 mM KCl, 0.5 mM NaCl, 0.3 mM MES, and 0.2 mM Na₂SO₄, pH 6.0