nmt作為生命科學(xué)底層核心技術(shù)，是建立活體創(chuàng)新科研平臺(tái)的*技術(shù)。2005年~2020年，nmt已扎根中國(guó)15年。2020年，中國(guó)nmt銷往瑞士蘇黎世大學(xué)，正式打開(kāi)歐洲市場(chǎng)。
基本信息
主題：血紅素加氧酶誘導(dǎo)劑抑制bcirt1轉(zhuǎn)錄降低小白菜cd吸收
期刊：environmental pollution
影響因子：6.792
研究使用平臺(tái)：nmt重金屬創(chuàng)新平臺(tái)
標(biāo)題：hemin-decreased cadmium uptake in pak choi (brassica chinensis l.)seedlings is heme oxygenase-1 dependent and relies on its by-products ferrous iron and carbon monoxide
作者：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)崔瑾、蘇娜娜
檢測(cè)離子/分子指標(biāo)
cd2+
檢測(cè)樣品
小白菜根伸長(zhǎng)區(qū)（距根尖8 mm根表上的點(diǎn)）和成熟區(qū)（距根尖16 mm根表上的點(diǎn)）
摘要
鎘（cd）是農(nóng)田中的主要污染物，不僅地限制了農(nóng)作物的生產(chǎn)，而且通過(guò)進(jìn)入食物鏈還會(huì)給人類健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。之前的研究表明，hemin處理可以減少小白菜幼苗中cd的積累，然而其機(jī)制還不清楚。本研究使用非損傷微測(cè)技術(shù)（nmt）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小白菜根部cd2+流速，證明hemin處理可以降低植物對(duì)cd的吸收，而不是cd在植物體內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)移。此外，研究通過(guò)比較小白菜幼苗、野生型擬南芥及heme oxygenase-1（ho-1）突變體對(duì)不同化學(xué)處理的反應(yīng)，證據(jù)了hemin是以ho-1依賴的方式降低cd的吸收。此外，對(duì)hemin降解產(chǎn)物的分析表明，hemin對(duì)cd吸收抑制可能通過(guò)抑制菜根中fe2+/cd2+轉(zhuǎn)運(yùn)體bcirt1的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
離子/分子流實(shí)驗(yàn)處理方法
① 3日齡幼苗，10 μm hemin預(yù)處理1 d再用20 μm cdcl2處理20 min（hemin/cd），對(duì)照為僅用20 μm cdcl2處理，不施加hemin預(yù)處理（-/cd）
② 3日齡幼苗用無(wú)、10 μm hemin或10 μm znpp預(yù)處理1 d，用20 μm cdcl2處理20 min
③ 3日齡幼苗用無(wú)、10 μm fe2+、10 μm corm-3或10 μm br預(yù)處理1 d，用20 μm cdcl2處理20 min
離子/分子流實(shí)驗(yàn)結(jié)果
采用nmt技術(shù)測(cè)定了小白菜根表面cd2+流速的變化，探討了氯化血紅素（hemin）處理后，小白菜幼苗cd含量是否由于cd吸收減少而降低。在cd脅迫下，小白菜根尖迅速吸收cd2+，在伸長(zhǎng)區(qū)的內(nèi)流速率高于成熟區(qū)（圖1e和g）。與對(duì)照組相比，氯化血紅素預(yù)處理顯著減少了cd2+的內(nèi)流，在伸長(zhǎng)區(qū)和成熟區(qū)分別平均減少17.4%和18.5%（圖1f和h）。因此，在cd脅迫下，hemin處理降低了cd的吸收，而不是cd的運(yùn)輸。
圖1. hemin預(yù)處理對(duì)小白菜根尖不同區(qū)域的cd2+凈流速的影響
znpp預(yù)處理的小白菜幼苗根部cd2+吸收速率在伸長(zhǎng)區(qū)和成熟區(qū)分別顯著提升了17.6%和6.5%（圖2）。
圖2.hemin或znpp預(yù)處理對(duì)小白菜根尖不同區(qū)域的cd2+凈流速的影響
如圖3所示，co和fe2+預(yù)處理顯著降低了根系伸長(zhǎng)區(qū)和成熟區(qū)對(duì)cd的吸收。與該結(jié)果一致的是，co和fe2+預(yù)處理的幼苗中積累的cd較少（圖3）。相反，br預(yù)處理呈現(xiàn)出與非預(yù)處理幼苗類似的cd內(nèi)流速率（圖3）。綜上，hemin降解的副產(chǎn)物co和fe2+可能是通過(guò)抑制cd的吸收共同促進(jìn)了cd的耐受。
圖3. fe2+、10 μm corm-3或10 μm br預(yù)處理對(duì)小白菜根尖不同區(qū)域的cd2+凈流速的影響
其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果
與單純cd處理相比，hemin+cd的處理顯著降低了所有被測(cè)組織（地上部分、莖、葉等）中的cd濃度。
施用hemin并不影響cd在整個(gè)植株體內(nèi)的轉(zhuǎn)移系數(shù)（translocation factor）。
znpp可以消除hemin對(duì)bcho-1表達(dá)的誘導(dǎo)作用。
hemin+znpp的預(yù)處理未能消除cd脅迫的影響，至少?zèng)]有達(dá)到hemin單獨(dú)預(yù)處理的程度。因此，hemin在cd耐受性中的積極作用很可能依賴于ho-1活性。
hemin增強(qiáng)的ho-1依賴的cd耐受性似乎在不同植物物種中具有保守性。
hemin降解產(chǎn)物（co、fe2+和br）對(duì)cd脅迫下植物生長(zhǎng)的保護(hù)作用可能與hemin相似。
cd脅迫和znpp預(yù)處理顯著誘導(dǎo)bcitr1轉(zhuǎn)錄，而hemin、fe2+和co預(yù)處理抑制了bcitr1的表達(dá)。
結(jié)論
本研究發(fā)現(xiàn)，外源hemin的施用通過(guò)ho-1依賴的方式減少cd的吸收，提高了cd的耐受性。抑制cd的吸收可能是依賴hemin的副產(chǎn)物fe2+和co，通過(guò)抑制bcirt1轉(zhuǎn)錄來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
離子流實(shí)驗(yàn)使用的測(cè)試液
0.02 mm cdcl2 , 0.1 mm kcl , 0.3 mm mes , ph 6.0