不同浓度镉对烟草幼苗生长发育及生长素相关基因表达的影响

罗勇, 焦桂珍, 刘胜波, 魏跃伟, 邵惠芳, 贾宏昉*

(1.河南农业大学烟草学院, 郑州 450002; 2.史丹利化肥宁陵有限公司, 河南 商丘 476000)

重金属镉(Cd)的生物毒性很强，是植物生长发育的非必需元素[1]。近年来，工业和农业生产不同程度地将镉排放到土壤环境中，成为危害最大、分布最广的农业污染物之一[2]。2014年,我国土壤镉的点位超标率为7.0% ，位居8种无机污染物之首[3]。在土壤-植物系统中，镉较其他重金属更易迁移，可通过植物根系的吸收在植株体内积累[4]，造成生态环境污染和农产品品质下降[5]，并通过食物链危害人体健康[6-7]。镉是人体最易积累的毒性物质，半衰期长达6.2～18年[8]。镉积累到一定程度时，就会对植物产生毒害[9-11]，包括影响细胞分裂，降低生长速率[12]，破坏光合作用[13-14]，影响植物酶活性与膜完整性，促进脂质过氧化[15]等。通常植株会出现发育缓慢、矮小、叶片失绿等症状，进而作物产量和质量降低。

烟草作为我国乃至世界上一种非常重要的经济作物，有着较强的镉富集能力。镉积累过量降低烟草的品质和产量，并在卷烟抽吸过程中通过烟气进入人体，影响人体健康。目前镉对烟草生长发育的作用机制研究已有一定的进展，但大多数研究集中在抗氧化性方面，镉对烟草幼苗生长素及相关基因表达的影响报道较少。生长素是调节植物发育、参与胁迫反应中根系构型变化的一种关键激素。

因此，本研究以能标记生长素的DR5∷GUS云烟87转基因烟草为试验材料，探究不同浓度镉处理对烟草生物学特性、MDA含量、生长素水平及NtYUCCA、NtPINs基因家族表达的影响，揭示不同浓度镉对烟草生长发育的作用机理，以期为控制烟草重金属镉含量，提高烟叶安全性提供科学依据。……