近日，國際學(xué)術(shù)刊物Journal of Hazardous Materials (IF=9.038) 在線刊發(fā)了海洋所楊紅生課題組最新研究成果“Programmed responses of different life-stages of the seagrass Ruppia sinensis to copper and cadmium exposure”。該研究解析了海草植物——中國川蔓草(Ruppia sinensis)不同生活史階段對銅(Cu)和鎘(Cd)的耐受性及毒性效應(yīng)機(jī)制。研究結(jié)果為理解沉水植物對重金屬元素的吸收與減毒機(jī)制提供了新視角。此外，結(jié)果還展現(xiàn)了中國川蔓草這一物種對于水環(huán)境中Cu、Cd的生物指示與修復(fù)潛力。
川蔓草（Ruppia），原名川蔓藻，隸屬于單子葉植物綱，眼子菜目(Potamogetonales)，川蔓草科(Ruppiaceae)。與其他海草種類相比，川蔓草具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，是一種廣泛分布于熱帶和溫帶濱海、瀉湖、鹽沼等淺水水域的沉水被子植物。中國川蔓草(R. sinensis)是我國分布范圍最廣的川蔓草種類，其中灘涂海水養(yǎng)殖池是其主要分布區(qū)域之一。
中國川蔓草不同生活史階段對Cu、Cd耐受性及毒性效應(yīng)機(jī)制(示意圖)
研究團(tuán)隊針對中國川蔓草早期發(fā)育的三個階段，從個體、亞細(xì)胞與轉(zhuǎn)錄組層面分析了中國川蔓草對Cu、Cd的吸收、富集和解毒過程。結(jié)果表明，中國川蔓草幼苗階段最為脆弱，Cu、Cd對中國川蔓草的直觀毒性效應(yīng)分別是葉片黃化與生長抑制；中國川蔓草在Cu、Cd脅迫下的半效應(yīng)濃度(EC50)分別是9.9 M和295.5 M；中國川蔓草吸收Cu、Cd后，主要將其隔離在地上組織細(xì)胞的液泡和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行減毒；在Cu、Cd暴露下，信號傳導(dǎo)與蛋白質(zhì)加工相關(guān)功能基因表達(dá)受到顯著抑制。
該研究得到了國家科技基礎(chǔ)性工作專項、國家重點(diǎn)研發(fā)專項及中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項目等資助。海洋所博士研究生顧瑞婷和北京師范大學(xué)林海英博士為論文共同第一作者，周毅研究員為論文通訊作者。
論文鏈接https://authors.elsevier.com/sd/article/S0304-3894(20)31864-1。
