我國南方鉛、鋅及鎢礦的礦區及周邊土地面臨較為嚴峻的土壤镉（Cd）污染問題。用根系發達的植被覆蓋污染土壤能夠減少镉離子随降水等因素擴散到周邊水源及土壤。柳枝稷是植株高大、根系發達的多年生禾草，其生物産量大，可作為優質能源植物和飼草。目前已有技術能夠在柳枝稷生物質生物發酵過程中有效分離、無害化處理镉離子。因此，提高柳枝稷的镉耐性及其生物産量具有重要意義。
近期，bat365中文官方网站登录入口徐彬研究組和生科院蔡慶生教授合作在Journal of Hazardous Materials在線發表了題為“Overexpression of PvBiP2 improved biomass yield and cadmium tolerance in switchgrass (Panicum virgatum L.)”的研究性論文。
該團隊在前期研究中發現Cd脅迫導緻柳枝稷的内質網脅迫響應，其中有4個内質網定位分子伴侶蛋白（BiP2s）和23個熱機轉錄因子（HSFs）均受到Cd脅迫上調表達。利用Cd敏感酵母突變體對上述BiPs和HSFs進行篩選，發現PvBiP2和PvHSF4均能提高酵母的镉耐性。在镉脅迫和ER-脅迫誘導劑（DTT）的處理下，PvBiP2表達量上調，且PvBiP2啟動子中存在HSE元件。利用Y1H及體内激活實驗證明PvHSF4能夠識别并激活PvBiP2的表達。在柳枝稷中過量表達PvBiP2不僅有效提高了柳枝稷的镉耐性，導緻更高的镉積累量（提高90-140%）及較低的镉遷移效率（降低46-57%），還顯著提高了柳枝稷的生物産量（提高40-45%）。因此PvHSF4-PvBiP2分子模塊可有效提高柳枝稷的镉耐性，PvBiP2具有提高提高植物镉耐性和生物産量的“雙效作用”，可作為柳枝稷及其他植物遺傳改良的優質目标基因加以開發利用。
bat365中文官方网站登录入口徐彬教授和生科院蔡慶生教授為該項研究的共同通訊作者，生科院宋剛博士和bat365中文官方网站登录入口張敬博士為共同第一作者。該研究受到了國家自然科學基金委（31971757, 31372359）、江蘇省自然基金（19KJB180015）和江蘇省農業自主創新項目[CX (21)3004]的資助。
原文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.130648
編輯：徐彬 校對：張義東 審核：李俊龍
