福建省科研人员在水稻耐镉研究中取得重要突破

我省科研人员在水稻耐镉研究中取得重要突破

摸清分子机制，找到关键“开关”

东南网2月15日讯 （福建日报记者 张辉 通讯员 胡海明） 近日，福建省农业科学院水稻研究所张建福研究员、谢华安院士团队在国际学术期刊《Plant Stress》在线发表了最新研究成果。该研究揭示了水稻在镉胁迫反应中存在一个新的调控层，为培育耐镉水稻品种提供了新的突破口。

近年来，许多人“谈镉色变”。作为一种具有强毒性的重金属元素，镉容易在水稻等作物中积累，不仅会严重抑制植物的生长和发育，还可能向谷粒等可食用部分转移，通过食物链威胁人体健康。正因如此，选育低镉品种已成为当前水稻育种的重要方向之一，对保障食品安全与粮食安全意义重大。

知己知彼，百战不殆，关键在于摸清水稻对镉吸收、解毒和耐受性的分子机制。经过多年研究，福建科研团队终于找到了控制水稻对镉耐受性的一组关键“开关”——由“OsSAPK6-IPA1-NRT1.1B”构成的调控模块。

在这个调控模块中，3个功能基因各司其职、环环相扣。

首先，“OsSAPK6”编码产生一种蛋白激酶。细胞中有很多不同类型的蛋白质，有的负责运输，有的负责分裂，有的负责信号传递，而蛋白激酶就像一个小小的阀门，可以控制蛋白质干活或是停工，也就是所谓的蛋白质的磷酸化。在“OsSAPK6”蛋白激酶的作用下，“IPA1”基因的活性就被激活了。由其编码出的转录因子化身“指挥官”，对“NRT1.1B”基因发出“开”的指令。随后，“NRT1.1B”马不停蹄开工。在镉胁迫环境下，它编码产生的转运蛋白，不仅能够高效地清除细胞内的活性氧，还能实现对镉的搬运，最终影响水稻植株对镉的解毒和分布。

“该模块主要通过调节活性氧的稳态，促进水稻对镉的耐受性，揭示了植物在镉胁迫反应中存在一个新的调控层。”张建福表示，该调控层整合了转录调控、蛋白质磷酸化以及活性氧清除机制。“这些发现不仅加深了我们对胁迫信号传导的理解，还为通过分子育种或基因组编辑技术，培育具有镉抗性的水稻品种提供了潜在的靶点。”