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镉（Cd）是常见的植物重金属污染物，为探究黄花菜对 Cd 胁迫的响应及二氧化钛纳米颗粒（TiO? NPs）的改善作用，研究人员开展相关研究。结果发现 TiO? NPs 可缓解 Cd 对光合作用和抗氧化系统的抑制，增强黄花菜的耐镉性，为农业抗污染提供新思路。
镉（Cd）是一种常见的对植物具有毒性的重金属污染物。二氧化钛纳米颗粒（TiO? NPs）独特的物理化学性质使其在农业领域具有潜在应用价值。本研究对黄花菜（Hemerocallis citrina Baroni）在 Cd 胁迫下的分子和生理响应，以及 TiO? NPs 的改善作用展开探究。
通过对差异表达基因（DEGs）进行京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析，发现与光合作用相关的通路显著富集。基因本体（GO）富集分析表明，叶绿素代谢和氧化还原过程也明显富集。此外，加权基因共表达网络分析（WGCNA）显示，光合作用特性和抗氧化系统有显著响应，并鉴定出 MYB、NAC 和 WRKY 转录因子在应对 Cd 胁迫及 TiO? NPs 调控过程中发挥关键作用。
在 5 mmol?L?1 Cd 胁迫下，黄花菜的生长受到严重抑制，细胞膜通透性和渗透调节物质显著增加。同时，Cd 胁迫严重损害光合作用，导致叶片中活性氧物种积累增加，多数抗氧化剂活性受到抑制。然而，叶面喷施 200 mg?L?1 的 TiO? NPs 可促进植物生长，增加渗透调节物质。通过与光合作用相关的性状及 DEG 分析发现，TiO? NPs 上调相应基因表达，显著缓解了对叶片光合天线蛋白、光系统反应中心活性、电子传递速率、叶绿素合成以及卡尔文循环过程的抑制。抗坏血酸 - 谷胱甘肽（AsA - GSH）循环和硫氧还蛋白 - 过氧化物还原酶（Trx - Prx）途径中关键酶的活性增强，促进了 AsA 和 GSH 的再生。总体而言，TiO? NPs 减轻了 Cd 诱导的对光合作用和抗氧化系统的抑制，增强了黄花菜对 Cd 的耐受性。
