草业学院师生在草地早熟禾镉转运研究中取得重要进展

近日，Horticultural Plant Journal在线发表了甘肃农业大学草业学院马晖玲教授团队题为“Integration of multi-omics analyses reveals molecular mechanisms of L-Phenylalanine-induced root to shoot cadmium translocation in Kentucky bluegrass（基于多组学解析L-苯丙氨酸调控早熟禾中镉从根系向地上部转运的分子网络）”的研究论文。该研究利用转录组学、蛋白质组学和代谢组学等方法，研究了L -苯丙氨酸介导Cd富集和分配的机制，鉴定了L-苯丙氨酸介导Cd长距离运输的关键基因和代谢途，为优化镉污染土壤的植物修复提供了可行的策略。

该论文第一作者为草业学院2023级博士研究生崔婷，通讯作者为马晖玲教授。草业学院已毕业博士生王勇、青年教师牛奎举和赵春旭参与了部分研究工作。该研究获得 甘肃农业大学草学一流学科突破工程暨草业生态系统教育部重点实验室“揭榜挂帅”项目（KLGE-2024-03）、国家自然科学基金（32071886）及甘肃农业大学优秀博士学位论文培育基金（YB2022003）的资助。

草地早熟禾（Poa pratensis L.）具有较高的Cd耐受性和富集效率，被认为是潜在的Cd污染突然修复材料。L-苯丙氨酸是连接植物初级代谢与苯丙素代谢的一类代谢产物，它参与了木质素和植物抗病物质（如酚类、异黄酮和萜类）的生物合成。在Cd胁迫下，苯丙素代谢途径中的蛋白质和代谢物富集代表了植物对Cd胁迫的一种保守反应机制。外源性 L-苯丙氨酸的施用能够通过上调Cd吸收基因 HIPPs来增强草地早熟禾对Cd的吸收，通过上调基因HMAs、NAS和YSLs促进Cd从根部向叶片的长距离转运，并通过上调OPTs、MTPs和ABCCs触发依赖于谷胱甘肽的液泡区隔化机制。这些结果为Cd污染土壤的植物修复提供了潜在策略。