第八届青年地学论坛

       锌（Zn）是大多数作物体内重要的微量元素，有助于调节氧化还原反应和蛋白质的合成。然而，过量的Zn会抑制作物的许多代谢功能，影响植物的正常生长。因此，深刻理解作物在不同Zn浓度生长环境下Zn的吸收转运机理，对于调节作物生长、提高粮食产量、保证人体健康等方面具有重要的理论意义。本研究以水稻为研究对象，采用水培控制实验，测定分蘖期水稻不同组织Zn转运蛋白表达量和Zn稳定同位素组成，探讨水稻在不同Zn浓度生长环境下Zn同位素的分馏机理，揭示Zn胁迫对Zn吸收转运的影响机制。
       研究结果表明，Zn胁迫可通过影响水稻中Zn的吸收转运方式，改变水稻植株体的Zn同位素组成。在轻度Zn胁迫下，水稻低亲和力吸收Zn的比例增加，水稻富集轻Zn同位素。在重度Zn胁迫下，水稻体内Zn含量增加缓慢并且开启Zn外排机制，这一过程优先选择富集轻同位素的Zn²⁺，导致水稻的Zn同位素组成又与培养液趋于一致。不仅如此，Zn胁迫也会影响Zn在水稻不同组织中的分配。在轻度Zn胁迫下，OsHMA2的上调表达使得由根向茎的木质部装载的Zn²⁺增加，导致茎中富集轻Zn同位素。在重度Zn胁迫下，茎可能作为水稻Zn²⁺外排的“源”，水稻木质部装载和Zn²⁺外排共同作用，导致茎富集重Zn同位素。本研究从生物分子层面并结合金属稳定同位素，揭示了Zn胁迫对水稻中Zn吸收转运的影响机制，为调节水稻中Zn的稳态提供了理论基础。
 

锌同位素,重金属,转运基因