華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境污染修復(fù)團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of HazardousMaterials發(fā)表了題為“Synergistic effect of silicon and selenium on the alleviationof cadmium toxicity in rice plants”的研究論文，報(bào)道了硅和硒協(xié)同減輕水稻鎘毒性的作用機(jī)制方面的研究進(jìn)展。
鎘（Cd）是環(huán)境中分布最廣、毒性最強(qiáng)的重金屬之一，阻控Cd在植物中的運(yùn)輸和積累，減輕Cd的毒害對(duì)于作物的正常生長(zhǎng)及人類健康尤為重要。近年來(lái)，越來(lái)越多的環(huán)保材料被用于控制Cd污染，其中硅（Si）和硒（Se）受到廣泛關(guān)注。Si是土壤中第二豐富的礦質(zhì)元素，對(duì)植物生長(zhǎng)和抗逆性有益。Se是動(dòng)物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，也是植物的有益營(yíng)養(yǎng)元素。Si或Se減輕Cd毒性的研究較多，但有關(guān)這兩個(gè)元素的相互作用及其對(duì)減輕Cd毒的協(xié)同作用和機(jī)制仍不清楚。
研究采用水培試驗(yàn)，評(píng)估了Cd脅迫下單獨(dú)和同時(shí)使用Si和Se對(duì)水稻Cd含量，植株生長(zhǎng)及相關(guān)生化參數(shù)和基因表達(dá)的影響。結(jié)果表明，Si和Se協(xié)同有效緩解水稻植株的Cd毒害。表現(xiàn)為同時(shí)使用Si和Se促進(jìn)稻株生長(zhǎng)，降低Cd的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，從而導(dǎo)致莖葉中Cd含量顯著降低73.2％。此外，Si和Se協(xié)同作用顯著降低根和地上部的丙二醛（MDA）含量，增加谷胱甘肽（GSH）和植物螯合素（PC）的含量，增加Cd在根細(xì)胞壁和細(xì)胞器中的分布。基因表達(dá)分析還表明，Si和Se協(xié)同作用促進(jìn)OsHMA2基因的相對(duì)表達(dá)下調(diào)，而OsNramp1和OsMHA3的相對(duì)表達(dá)上調(diào)。
該項(xiàng)研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，和湖北省技術(shù)創(chuàng)新專項(xiàng)重大項(xiàng)目的資助。資源與環(huán)境學(xué)院碩士研究生黃衡亮為論文第一作者，涂書新教授為論文通訊作者。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123393
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