河南农业大学烟草学院硕士生以第一作者在一区top期刊（IF=9.8）发表最新成果

植物科学最前沿 · 公众号 · · 2024-05-10 16:59

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近日，河南农业大学烟草学院烟草育种与生物技术创新团队张松涛教授课题组在国际知名期刊 Science of the Total Environment （中科院一区，IF：9.8）正式发表题为“ NtGCN2 confers cadmium tolerance in Nicotiana tabacum L. by regulating cadmium uptake, efffux, and subcellular distribution ”的研究论文（2024, 930: 172695）。该研究报道了 NtGCN2 通过增强抗氧化、光合作用和渗透调节能力以及调节镉的吸收、转运、外排和亚细胞分布等方式提高烟草的耐镉能力的机制。

镉（Cd）是一种剧毒的重金属污染物，长期的农业和工业生产活动导致了土壤中镉的过度积累，对农作物造成严重的影响。GCN2（General control non-derepressible 2）是一种蛋白激酶，可以通过磷酸化真核翻译起始因子eIF2α来调控蛋白质合成响应干旱、低温、盐等各种胁迫应答，但是GCN2响应镉胁迫应答的机理尚不清楚。

该研究采用不同浓度的CdCl ₂ 处理 NtGCN2 过表达植株、K326植株、 NtGCN2 沉默植株，证实了 NtGCN2 能够被镉胁迫激活，并通过不同植株间的生长差异和基因表达水平变化筛选出最适处理浓度（图1），解析了镉胁迫处理下 NtGCN2 提高烟草耐镉能力的作用机制（图 2 ）。发现 NtGCN2 通过促进生长，提高抗氧化能力、光合作用和渗透调节能力增强烟草耐镉性； NtGCN2 通过调节镉的吸收、转运、外排以及在细胞内的分布增强烟草耐镉性。

图1 . 镉胁迫下 NtGCN2 调控烟草生长中的作用

图 2 . NtGCN2 提高烟草耐镉能力的作用机理

该研究为完善GCN2介导的胁迫分子机理提供了基础，为进一步探索 NtGCN2 在植物镉胁迫响应和烟草镉胁迫信号网络中的作用提供了理论依据。

河南农业大学烟草学院张松涛教授和贾宏昉副教授为共同通讯作者，在读硕士生史啸天为论文第一作者，烟草育种与生物技术创新团队杜娇博士、张小全教授、闫筱筱副教授、杨永霞副教授以及本科生王絮参与了该研究工作。该研究获得国家自然科学基金和河南自然科学基金等项目的资助。

河南农业大学烟草学院硕士生以第一作者在一区top期刊（IF=9.8）发表最新成果

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