农业环境科学学报

作者：郎耀臻,刘斌,王常荣,刘仲齐,孔维勇,刘月敏,黄永春

单位：农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,天津城建大学环境与市政工程学院, 天津 300384,广西农业科学院农业资源与环境研究所, 南宁 530007,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,天津城建大学环境与市政工程学院, 天津 300384,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191

关键词：水稻,砷,S-烯丙基-L-半胱氨酸,转运子,基因表达,

基金：国家自然科学基金项目（42077153）；广西创新驱动发展专项资金项目（桂AA22036001-3）

膳食稻米是我国人群摄入高致癌风险无机砷（iAs）的主要来源，开发降低稻米砷（As）含量生产措施对保护人体健康具有重要意义。本文以我国南方主栽水稻品种“中早 35”为试验材料，采用盆栽试验研究了开花期叶面喷施 S-烯丙基-L-半胱氨酸（SAC）对水稻籽粒和营养器官中总 As含量的影响并揭示其潜在的分子机制。结果表明：当 SAC喷施浓度达到 0.2 mmol·L-1时籽粒和根中总As含量分别显著降低42.3%和20.6%，但旗叶中总As含量显著增加了72.4%；荧光染色观察试验表明旗叶中H2O2含量显著降低，同时SOD和CAT酶活性分别显著升高61.8%和105.3%。喷施SAC后水稻顶端第一节中Lsi6转运子编码基因以及Lsi3转运子编码基因分别显著下调59.8%和36.3%，据此推测喷施SAC可能显著降低了水稻从通向旗叶膨大维管束流中卸载AsⅢ和向连接稻穗弥散维管束装载AsⅢ的能力，导致籽粒中总As含量显著降低而旗叶中总As含量显著升高。旗叶植物螯合素（PCs）合成酶OsPCS1和负责向细胞液泡中转运AsⅢ的OsABCC1转运子编码基因分别显著上调57.6%和61.0%，表明喷施SAC增加了旗叶合成 PCs 并向液泡中区隔 AsⅢ 的能力从而降低了叶片的 AsⅢ 胁迫。水稻根部 Lsi1、Lsi2、Lsi3 转运子编码基因分别显著下调了27.2%、23.8%、29.5%，表明水稻根部对 AsⅢ的吸收、转运能力降低，同时可能也预示着 AsⅢ 向木质部导管中装载 AsⅢ 的能力降低。综上，喷施SAC通过调控AsⅢ转运子编码基因表达降低了水稻籽粒和根中总As含量，同时缓解了As胁迫。

来源：2023年第7期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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