褪黑素通过协同调控抗氧化系统、镉分布及应激基因增强鬼针草(Bidens pilosa)镉耐受性的机制研究

本研究针对镉(Cd)超富集植物鬼针草(Bidens pilosa)在植物修复应用中面临的生长抑制难题，系统解析了外源褪黑素(100 μM)通过激活抗氧化酶系统(BpPOD/BpSOD)、调控Cd亚细胞分布(细胞壁结合比例提升)及应激基因(BpPCS1/BpZIP6)表达等多元机制，使幼苗鲜重和根长较单一Cd处理提升2.71/2.14倍，MDA和H2O2含量降低62.5%/62.92%，为重金属污染植物修复提供了新型增效策略。

　　

在重金属污染治理领域，鬼针草(Bidens pilosa)因其卓越的镉(Cd)富集能力被誉为"植物矿工"。最新研究发现，这种菊科植物在褪黑素(melatonin)加持下竟能开启"抗镉超能力"——当科学家们用100微摩尔浓度的褪黑素预处理后，鬼针草幼苗仿佛穿上防护甲：鲜重暴涨2.71倍，根系伸长2.14倍，叶绿素降解被显著遏制。

深入机制揭示，褪黑素像一位精明的指挥官，双管齐下对抗Cd毒性：一方面激活植物体内的"抗氧化军团"，使过氧化物酶(BpPOD)和超氧化物歧化酶(BpSOD)基因表达量提升1.32-1.57倍，将氧化应激标志物MDA和H₂O₂含量砍掉62%；另一方面巧妙调整Cd的"居住分区"，将更多重金属"锁"在细胞壁(细胞壁结合态)或"关"进液泡(可溶性组分)，同时通过调控植物螯合肽合成酶(BpPCS1)和锌转运蛋白(BpZIP6)基因，维持矿质营养平衡。

最令人惊喜的是，褪黑素处理使地上部Cd含量降低25.5%，却未影响整体富集能力，反而促进Cd向低毒形态转化。这项发现为突破超富集植物生长抑制瓶颈提供了全新思路，未来或可通过"褪黑素+超富集植物"组合拳，让污染土壤重现生机。