JHM南农崔瑾：NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物实时Cd吸收的效果

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。

通过Cd（镉）浓度，Cd2+荧光染色，NMT（非损伤微测技术）对Cd吸收进行分析，结果表明，HRW（hydrogen-rich water，富氢水）在降低小白菜幼苗根部对Cd的吸收方面具有显著的积极作用。BcIRT1（铁调节转运蛋白1）和BcZIP2（锌调节转运蛋白2）是小白菜中主要的Cd转运蛋白，但它们在HRW减少Cd吸收过程中的作用仍然未知。本研究验证了IRT1和ZIP2在白菜和拟南芥中HRW减少Cd吸收中的功能。在拟南芥中的异源和同源表达表明，HRW显著降低了野生型（Col-0）和转基因拟南芥IRT1和ZIP2中的Cd含量，但irt1和zip2突变体除外。NMT检测表明，HRW不仅降低了Cd2+在WT和转基因株系根部的内流，而且增强了Zn和Cd之间的竞争。综合来看，HRW诱导的植物Cd积累减少可能是通过抑制BcIRT1和BcZIP2的表达，影响BcIRT1和BcZIP2对离子吸收的偏好性导致的。

HRW预处理使小白菜根伸长区和成熟区Cd2+流速分别降低了21.01%和31.97%（图1）。

图3. 实时Fe2+或Zn2+处理对有无HRW预处理的拟南芥根系Cd2+流速的影响

• HRW缓解了50 μM Cd胁迫对白菜生长的抑制作用。
• HRW抑制了白菜对Cd的吸收能力，最终导致Cd积累量降低。
• HRW抑制BcIRT1和BcZIP2的转录水平。
• HRW缓解了Cd对转基因拟南芥的毒性。
• HRW降低了转基因拟南芥的Cd积累。
• HRW降低转基因植物铁的浓度、提高锌的浓度。