近日，農業農村部環境保護科研監測所重金屬生態毒理與污染修復創新團隊揭示了外源補充檸檬酸緩解鎘誘導水稻細胞過氧化氫和超氧陰離子爆發的分子機制，為植物非生物脅迫防治提供理論依據。相關研究成果發表在《化學圈（Chemosphere）》上。
鎘脅迫通常會使植物細胞氧自由基過量累積，引起細胞膜脂質過氧化與膜結構損傷，甚至導致植物正常生理代謝活動發生紊亂，對植物的生長發育造成影響。因此，減少水稻鎘累積以及維持細胞氧化還原穩態是保障糧食安全生產亟需解決的科學問題。
該研究系統探究了外源檸檬酸緩解鎘誘導水稻細胞過量累積氧自由基的途徑及機制。研究發現，鎘脅迫導致檸檬酸-谷氨酸調控過程的紊亂和抗氧化酶結構的破壞是水稻細胞中超氧陰離子和過氧化氫爆發的重要原因。結果表明，外源補充檸檬酸可以提高水稻細胞重金屬螯合能力，恢復檸檬酸-谷氨酸正常代謝功能，從源頭避免過量氧自由基的產生，同時在檸檬酸與抗氧化酶之間形成穩定的氫鍵避免鎘對酶結構的破壞，提高抗氧化酶的活性，從而緩解鎘誘導水稻細胞氧自由基爆發。
檸檬酸緩解鎘誘導水稻細胞氧自由基爆發的途徑和機制
該研究得到國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金項目和中國農業科學院科技創新工程等項目的支持。（通訊員 姚金玲）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138511
