水稻根系中硫吸收同化相关基因对镉,苄嘧磺隆及其复合污染的应答

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1、周健水稻根系中硫吸收同化相关基冈对镉、苄嘧磺隆及其复合污染的应答1水稻根系中硫吸收同化相关基因对镉，苄嘧磺隆及其复合污染的应答摘要．现代工业发展造成的环境污染已越来越严重。工业和生活污水灌溉、化肥大量施用，导致土壤重金属污染加重；农药的大量使用和残留也已成为主要的有机污染源。其中，苄嘧磺隆(bensulfuron．methyl，BSM)是我国稻田广泛使用的一类磺酰脲类除草剂；重金属镉(cadmium，Cd)是目前污染土壤的主要污染物之一，而且毒性强，移动性大，严重威胁我国土壤环境，影响稻米质量和人类健康。本文以

2、水稻品种丰美占和粤香占为材料，设置Cd(45lamol／LCd2+)，BSM(0．25lamol／LBSM)和Cd+BSM(45umol／LC矿+O．25umol／LBSM)为实验处理组，在培养基中加入等量的水作为对照(CK)，利用基因芯片和实时荧光定量PCR(QRT-PCR)技术研究了丰美占和粤香占幼苗根系中硫吸收同化相关基因对Cd、BSM及其复合污染的应答，主要结果如下：l、Cd、BSM及其复合污染对丰美占和粤香占生长发育的影响处理20天后，和CK相比，Cd、BSM及其复合处理均显著抑制丰美占和粤香占幼苗的

3、根长、株高、地上部干重、地下部干重等生物量，表明Cd、BSM及其复合处理均会抑制水稻幼苗的生长。在丰美占中，Cd+BSM复合处理能缓解Cd、BSM单独处理对丰美占幼苗毒害效应，而在粤香占中未观察到这个现象。且Cd、BSM及其复合处理均造成丰美占和粤香占根系内的过氧化胁迫。2、Cd、BSM及其复合污染对水稻植株中硫含量的影响和对照相比，Cd、Cd+BSM促进两供试水稻品种对硫的吸收，BSM也提高粤香占对硫的吸收。和Cd、BSM单独处理相比，Cd+BSM较Cd、BSM处理更能促进丰美占对硫的吸收，这可能是Cd+BS

4、M复合处理能缓解Cd、BSM单独处理对丰美占幼苗毒害的主要机制之一。3、Cd、BSM及其复合处理对硫同化相关基因表达影响的基因芯片分析和QRT-PCR验证基因芯片的分析结果表明，Cd，Cd+BSM处理可以通过诱导水稻根系中硫酸盐转运子和通透酶基因(如HSAT、ST3．1、ST4．1、SP)的转录，促进根系硫酸盐的吸收。Cd、Cd+BSM诱导ATPS、CBS、CS、PR、RD．1ike等一系列硫酸盐同化相关基因的转录，从而激活硫同化途径。在丰美占中Cd+BSM处理较BSM，Cd单独处理能更强烈地诱导硫吸收同化相关

5、基因的转录，促进水稻幼苗吸收更2扬州大学硕士学位论文多的硫来缓解Cd对水稻幼苗的毒害。编码植物螯合肽(PCs)、金属硫蛋白(MTs)等重金属螫合物以及谷胱甘肽硫转移酶(GSTS)、谷胱甘肽还原酶等解毒抗氧化物生成的基因的转录也都受到Cd和Cd+BSM处理的诱导。QRT-PCR检测结果显示大部分选择的基因的转录水平和基因芯片的结果一致。进一步验证Cd和Cd+BSM可以通过提高与硫吸收同化及抗性物质合成相关基因的转录水平，促进水稻硫吸收同化，增强PCs、MTS、GTSs等抗性物质的合成，减轻Cd，BSM对水稻的毒害

6、，提高水稻对Cd和复合污染的耐性。关键词：水稻；镉；苄嘧磺隆；硫同化；基因芯片周健水稻根系中硫吸收同化相关基冈对镉、苄嘧磺隆及其复Expressionofsulfuruptake-andassimilation--relatedgenesinresponsetocadmium，bensulfuron-methylandtheirCO．．contaminationinricerootsAbstractWiththedevelopmentofmodemindustry,environmentpollutionhas

7、becomemoreandmoreserious．Industrialanddomesticsewageforirrigating，excessiveuseoffertilizerhaveledsoilheavymetalpollutionaggravated；toomuchuseofpesticidesandtheresiduesoftheminsoilhavealsobecomethemainorganicpollution．Bensulfuron—methyl(BSM)isasulfonylureaher

8、bicidethatiswidelyusedinpaddyfields；Cadmium(Cd)isnowoneofthemainheavymetalpollutantstOsoil，moreoveritstoxicityandmobilityarebothstrong．Sotheyhavebecomeseriousthreattoourcountrysoilenvironment，in