????水稻是最主要的糧食作物，其品質(zhì)和產(chǎn)量易受土壤重金屬污染的影響。鎘是污染土壤環(huán)境最主要的重金屬，嚴重威脅我國的耕地安全和糧食安全。作為一種致癌物質(zhì)，鎘可以通過“鎘大米”在人體內(nèi)累積導致人骨骼變脆和腎功能衰竭，嚴重危害了人類健康。水稻低鎘積累品種的選育是解決稻米鎘污染最經(jīng)濟、可行的方法，也是滿足“確保谷物基本自給、口糧絕對安全”這一重大國家需求的重要手段。而挖掘新的抗鎘基因位點，解析水稻鎘積累性狀的分子機制，是培育低鎘水稻品種的前提及基礎(chǔ)。

????中國科學院華南植物園農(nóng)生中心李儉等科研人員發(fā)現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激反應的關(guān)鍵調(diào)控因子OsbZIP39參與調(diào)控水稻鎘累積。鎘處理條件狀，細胞膜上鞘脂含量顯著降低，使細胞膜從有序狀態(tài)變得更為無序，促進OsbZIP39從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上解離，進入細胞核。核定位的OsbZIP39靶向防御素類蛋白基因OsCAL2的啟動子，上調(diào)該基因的表達，導致鎘累積。進一步分析OsbZIP39編碼區(qū)序列的單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotide polymorphisms， SNPs)，并與235份重測序水稻種質(zhì)的谷粒鎘含量進行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)OsbZIP39位于編碼區(qū)的兩個SNPs顯著影響谷粒中鎘含量，且這兩個SNPs具有明顯的秈粳分化，OsbZIP39^Pro149與OsbZIP39^Glu173主要在粳稻中存在，其籽粒鎘含量顯著低于含有基因型OsbZIP39^Ser149和OsbZIP39^Lys173的秈稻，說明OsbZIP39基因編碼區(qū)的SNPs變化可能是秈稻和粳稻鎘累積能力差異的原因之一，該研究為低鎘水稻分子育種提供新的遺傳資源和理論依據(jù)。

????該項研究成果已近期發(fā)表在國際學術(shù)期刊Journal of Hazardous Materials（IF2023=12.2）上。華南植物園李儉副研究員為論文第一作者，張明永研究員和中山大學生命科學學院姚楠教授為論文共同通訊作者，廣東省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所楊武與廣東藥科大學何夢玲等參與了該研究。該研究得到廣東科技計劃項目與國家自然科學基金等資助。文章鏈接：DOI: 10.1016/j.jhazmat.2024.135007

圖. 項目的工作模型

正常條件下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上鞘脂含量維持在正常水平，OsbZIP39錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，進入細胞核的含量減少，UPR基因及OsCAL2的表達下調(diào)，鎘累積較少。鎘處理條件下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上鞘脂含量減少，OsbZIP39從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上解離下來，被水解激活后進入細胞核，調(diào)控下游UPR基因及OsCAL2的表達，使水稻鎘累積增多。