综合蛋白质组学、化学形态及分布分析揭示了海藻（Suaeda salsa）中通过NaCl介导的镉解毒机制

NaCl通过调控离子转运蛋白加速Na和Cd向茎部运输，将Cd固定于细胞壁并维持细胞渗透平衡，同时增强YCF1/2驱动光合作用以积累有机物缓解Cd毒害。

　　

摘要

核心信息

NaCl 通过上调离子转运蛋白，加速钠（Na）和镉（Cd）向茎部的运输，并将镉输送到液泡中，从而改变细胞内平衡以降低镉的毒性；同时促进由 YCF1/2 驱动的光合作用，加快有机物的积累，以缓解镉胁迫。

摘要

由于工业和农业的快速发展，盐渍土中的重金属（HMs）污染问题日益严重。Suaeda salsa 是一种具有潜力的植物修复盐渍土中重金属的候选物种。在本研究中，我们发现了高盐浓度增强 S. salsa 对镉（Cd）耐受性的机制。实验结果表明，在 100 至 200 mM 的 NaCl 浓度范围内，NaCl 通过调节脯氨酸和碳水化合物的水平来提高植物的抗镉能力。作为镉离子（Cd²⁺ 的主要储存库，根部通过细胞质途径将镉固定在细胞壁中，阻止其跨膜运输。此外，NaCl 显著增加了细胞壁中的镉含量，同时减少了细胞器和可溶性组分中的镉积累。值得注意的是，100 和 150 mM 的 NaCl 在促进镉从根部向叶片的运输方面更为有效，有助于减轻 Suaeda salsa 的镉毒性。此外，NaCl 还促使镉转化为毒性较低的形式，这与较高的水分运输能力和增加的离子运输相关蛋白有关。蛋白质组学分析表明，在镉胁迫下，NaCl 可通过上调 SOS1、NHX1 和 HKT1 来维持细胞的渗透压平衡，并通过上调 YCF1 和 YCF2 来增强植物对非生物胁迫的适应性。另外，NaCl 还可通过上调 CSD2 和 PRXQ 来维持谷胱甘肽（GSH）的还原状态，从而间接影响重金属的螯合。本研究可能为受重金属污染的盐渍土的植物修复提供一种可持续的方法。