东北地理所在镉污染影响作物低温抗性研究中取得进展

人类活动造成重金属在环境中过度积累。农业生态系统中重金属积累可能对作物生产产生不利影响。然而，关于用含镉（Cd）污水灌溉是否影响作物的低温耐受性知之甚少。此外，脱落酸（ABA）参与诱导植物对低温和Cd的抗性调控过程。中国科学院东北地理与农业生态研究所作物生理与栽培学科组以大麦野生型及其ABA缺失突变体为研究对象，针对土壤Cd污染影响大麦低温抗性生理机制开展研究工作。

研究发现，低温胁迫抑制叶片光合电子传递，导致大麦中活性氧的积累。Cd在低温下加剧了叶绿体超微结构的破坏并扰乱了离子稳态。Cd的存在增加了过氧化氢和超氧阴离子的产生，降低了抗氧化酶的活性，从而降低了植株低温抗性并抑制了植株生长。与野生型相比，突变体在Cd和低温下具有较低的ROS清除能力和光系统II的最大量子效率，表明ABA或参与大麦对Cd和低温多胁迫响应。此外，Cd重复结合因子和冷响应（CBF-COR）信号通路在低温下受到Cd处理的负面影响明显，这也降低了大麦的低温抗性。研究表明，Cd降低了大麦低温抗性，凸显了Cd污染影响作物生产的潜在风险。土壤中的Cd污染对作物生长有直接影响，并可能限制作物对其他非生物胁迫的抗性。

相关研究成果发表在Journal of Hazardous Materials上。研究工作得到国家自然科学基金优秀青年科学基金项目/青年科学基金项目与中国博士后科学基金等的支持。

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