切尔诺贝利拟南芥对Cd2+及辐射模拟剂的适应性应激机制与基因组稳定性研究

本研究由来自乌克兰的研究人员针对切尔诺贝利隔离区A. thaliana开展植物应激适应性机制探索，发现其通过快速DNA修复（3分钟内激活）、细胞周期G2期阻滞（CycB2;1表达上调/CDKG1下调）及抗氧化酶协同作用，显著增强对Cd2+与辐射模拟剂（博来霉素/泽奥霉素）的耐受性，为植物抗逆基因挖掘与污染环境修复提供关键理论依据。

　　

对来自切尔诺贝利地区的拟南芥（A. thaliana）种质研究表明，其表现出对镉离子（Cd²⁺）和辐射模拟剂（博来霉素/泽奥霉素）的增强耐受性。切尔诺贝利种质Che07的幼苗在镉胁迫下根部生长抑制显著减弱。研究首次发现泽奥霉素主要作用于根部分生组织细胞，而Cd²⁺则优先影响根伸长区细胞，这种差异响应可能与细胞发育阶段、基因毒性剂特异性及根部不同区域的防御机制活性相关。

DNA损伤与修复能力分析显示，切尔诺贝利种质Che5和Che07在辐射模拟剂处理后3分钟内即快速激活修复机制。博来霉素处理后细胞周期蛋白基因CycB2;1表达上升而激酶基因CDKG1表达下降，表明细胞周期在G₂期发生阻滞。这种适应性响应可能通过抑制有丝分裂进入，阻止受损DNA传递至子代细胞。此外，切尔诺贝利拟南芥中特定抗氧化酶的激活有效 counteract（对抗）氧化应激及基因组损伤。

研究推论该地区拟南芥进化出独特的适应机制以应对电离辐射及重金属引发的环境胁迫与DNA损伤。探究植物对电离辐射与重金属的耐受性，对开发植物修复（phytoremediation）策略及提升作物抗非生物胁迫能力的生物技术具有重要意义。