恩施碎米薺（Cardamineviolifolia）是生長與我國恩施地區(qū)的一種超聚硒植物，具有極強的聚硒和耐硒能力。但是目前它的聚硒和耐硒機制仍然不明。鑒于此，國硒中心組建了由中心主任程水源教授領銜的科研攻關團隊，集中優(yōu)勢力量解析恩施碎米薺的聚硒和耐硒機制。

 

　　近日，國硒中心在植物聚硒耐硒機制研究方面取得重要進展，成果陸續(xù)發(fā)表在國際著名學術期刊《JournalofHazardousMaterials》（環(huán)境科學1區(qū)，影響因子9.038）和《BMC PlantBiology》（植物學2區(qū)，影響因子3.5）上，題目分別為“Transcriptome, proteome, and metabolome reveal the mechanism of tolerance to selenate toxicity inCardamine violifolia”與“Integration analysis of PacBio SMRT- and Illumina RNA-seq reveals candidate genes and pathway involved in selenium metabolism in hyperaccumulatorCardamine violifolia”。

 

　　研究團隊通過硒強化和營養(yǎng)液水培的方式，發(fā)現(xiàn)恩施碎米薺體內總硒含量在水培條件下可以達到9000mg/kgDW，其中有機硒占比達到85%以上，而其主要硒形態(tài)為SeCys2和SeO42-。利用轉錄組、蛋白組和代謝組測序技術，全面分析了恩施碎米薺對硒酸鹽毒性耐受的生理和分子機制。該研究認為，恩施碎米薺吸收大量的硒后，鈣依賴的蛋白激酶（CDPKs）、富含半胱氨酸的蛋白激酶（CRKs）等的表達下調，有利于減少細胞內活性氧的產生，同時減少硒代半胱氨酸非特異性取代半胱氨裝配進入蛋白質的機會，進而減輕硒對細胞的毒性，這是恩施碎米薺重要的潛在耐硒機制。同時，該研究利用全長轉錄組和二代轉錄組技術分析了恩施碎米薺硒代謝的相關基因，發(fā)現(xiàn)一些硒代謝基因可能受到lncRNA的調控，并提出了恩施碎米薺硒代謝的通路。特別硒恩施碎米薺可能將硒代半胱氨酸降解為元素硒，排出體外，對于其聚硒和耐硒具有重要意義。

 

　　國硒中心主任程水源教授指出，國硒中心我國目前唯一一個硒產業(yè)領域專業(yè)技術研發(fā)中心，引領著我國富硒產品的研發(fā)和應用，而弄清作物聚硒和耐硒的機制是開發(fā)富硒農產品的基礎。恩施碎米薺是我國特有的一種超聚硒植物，弄清它的聚硒和耐硒機制在富硒研究中占有十分重要的地位，特別是對于其在硒產業(yè)中的開發(fā)應用具有很強的指導作用。據(jù)了解，目前國硒中心在恩施碎米薺、西蘭花、甘藍、大豆和豇豆等作物的富硒機制研究方面都已經(jīng)取得進展，成果將陸續(xù)發(fā)表。

 

　　論文鏈接：

 

　　https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124283

 

　　http://doi-org-s.vpn.whpu.edu.cn/10.1186/s12870-020-02694-9