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叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸对水稻砷转运影响机制

文献类型： 中文期刊

作者： 郎耀臻;刘斌;王常荣;刘仲齐;孔维勇;刘月敏;黄永春

作者机构：

关键词： 水稻;砷;S-烯丙基-L-半胱氨酸;转运子;基因表达

期刊名称：农业环境科学学报

ISSN： 1672-2043

年卷期： 2023 年

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2023版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 膳食稻米是我国人群摄入高致癌风险无机砷（iAs）的主要来源，开发降低稻米砷（As）含量生产措施对保护人体健康具有重要意义。本文以我国南方主栽水稻品种“中早35”为试验材料，采用盆栽试验研究了开花期叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸（SAC）对水稻籽粒和营养器官中总As含量的影响并揭示其潜在分子机制，结果表明：当SAC喷施浓度达到0.2 mmol·L-1时籽粒和根中总As含量分别显著降低42.3%和20.6%，但旗叶中总As含量显著增加了72.4%；荧光染色观察试验表明旗叶中H2O2含量出现显著降低，同时SOD和CAT酶活性分别显著升高61.8%和105.3%。喷施SAC后水稻顶端第一节中Lsi6转运子编码基因以及Lsi3转运子编码基因分别显著下调59.8%和36.3%，据此推测喷施SAC可能显著降低了水稻从通向旗叶膨大维管束流中卸载AsⅢ和向连接稻穗弥散维管束装载AsⅢ的能力，导致籽粒中总As含量显著降低而旗叶中总As含量显著升高。旗叶植物螯合素（PCs）合成酶OsPCS1和负责向细胞液泡中转运AsⅢ的OsABCC1转运子编码基因分别显著上调57.6%和61.0%，表明喷施SAC增加了旗叶合成PCs并向液泡中区隔AsⅢ 的能力从而降低了叶片的AsⅢ 胁迫。水稻根部Lsi1、Lsi2、Lsi3转运子编码基因分别显著下调了27.2%、23.8%和29.5%，表明水稻根部对AsⅢ的吸收、转运能力出现降低，同可能也预示着AsⅢ 向木质部导管中装载AsⅢ 的能力降低。综上，喷施SAC通过调控AsⅢ转运子编码基因表达降低了水稻籽粒和根中总As含量同时缓解了As胁迫。

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