近日，我院申创博士在《Frontiers in Plant Science》（中科院二区）发表了题为“Characterization of cadmium accumulation mechanism between eggplant (Solanum melongena L.) cultivars”的研究论文。茄子是一种容易积累镉的蔬菜，即使种植在轻度镉污染的土壤中也可能导致果实镉含量超标。植物根细胞壁组分在镉的吸附固定过程中起重要作用，根系发达程度以及蒸腾强度对植物吸收转运镉的能力有显著影响。本文从影响茄子镉吸收和转运过程的因素着手，揭示了茄子品种间镉积累能力差异的生理和分子机理。研究发现，茄子低镉品种可通过提高根细胞壁组分（果胶和木质素）含量来增强吸附镉的能力（图1）以及促进位于根液泡膜上转运蛋白基因的表达（图2）来提高区隔化镉的能力，从而阻止镉向茎叶转运，降低果实镉含量。而高镉品种可通过促进根系发育以及增强蒸腾作用（图2）来提高镉的吸收和转运，进而导致果实镉含量高。
图1 茄子高、低镉积累品种在对照和镉处理下根细胞壁傅里叶红外变换光谱分析
图2. 茄子品种间镉积累能力差异的生理和分子机制
本研究结果为农作物低镉积累品种的筛选和培育提供了理论支撑和参考依据，也为镉污染农田的安全利用提供了新思路。该研究得到国家自然科学基金项目（No. 42007144）的资助。
论文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.1097998/full