《NMT 通讯》第二期
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EES 南农崔瑾：NMT 发现
BcHIPP16
促拟南芥根吸 Cd
2+
为培育低
Cd 积累作物提供了理论依据
一、基本信息
研究使用平台：NMT 重金属胁迫创新平台
期 刊：
Ecotoxicology and Environmental
Safety
主题：
NMT
发现
BcHIPP16
促拟南芥根吸
Cd
2+
为培育低
Cd
积累作物提供了理论依据
标 题：
Plasma membrane-localized protein
BcHIPP16 promotes the uptake of copper and
cadmium in planta
影响因子：
7.129
作者：南京农业大学崔瑾，牛梦洋
二、检测离子 / 分子指标
Cd
2+
三、样品信息
拟南芥根 长区、成熟区
四、中文摘要
镉（
Cd
）是土壤中的有毒重金属之一，
它不仅抑制作物生产，而且威胁人类健康。
本研究旨在阐明
Cd
相关基因
BcHIPP16
的
生物学功能，为降低小白菜
Cd
水平提供潜
在的遗传解决方案。组织表达分析表明，
BcHIPP16
在几乎所有的植物体内都有表达。
根中
BcHIPP16
转录水平高于地上部，铜
（
Cu
）缺乏和镉胁迫显著诱导了该基因的
表达。亚细胞定位显示
BcHIPP16
定位于质
膜。在酵母细胞中表达
BcHIPP16
提高了对
Cu
和
Cd
的敏感性，并增加了它们在酵母
NMT 文献速递
收稿日期：
2022-12-26
编辑作者
E-mail:yanhan@nmtia.org.cn
《NMT 通讯》第二期
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中的积累。此外，在野生型（
WT
）和
hip16
突变体中表达
BcHIPP16
时，拟南芥幼苗的
Cu
和
Cd
含量提高 / 恢复。采用
非损伤检
测技术（
NMT
）对转入
BcHIPP16
的转基因
拟南芥株系根表面
Cd
2+
流速进行了实时检
测，结果表明
BcHIPP16
促进了
Cd
2+
内流进
入拟南芥根细胞。综上所述，本研究表明，
BcHIPP16
有助于植物吸收营养金属
Cu
和
重金属
Cd
。
五 . 离子 / 分子流实验处理方法
7
日转基因拟南芥幼苗，
5μM CdCl
2
处理
20
min
六 . 离子 / 分子流实验结果
为了进一步探讨
BcHIPP16
对植物
图 1. 转基因拟南芥株系根表
Cd
2+
流速测定。负值代表
Cd
2+
吸收。
NMT 文献速递
吸收
Cd
2+
的影响，本研究测定了转基因
拟南芥的根部
Cd
2+
的流速。从图中可以
看 出，
OEBcHIPP16-L1
的根伸长区和
成熟区
Cd
2+
流速都是最高的，野生型和
comBcHIPP16-L1
之间
Cd
2+
流速没有显著
差异，而
hip16-
突变体的
Cd
2+
流速最低。
然后计算伸长区和成熟区
10 min
内的平均
Cd
2+
流速，结果表明，
OEBcHIPP16-L1
伸
长区和成熟区
Cd
2+
速率分别为
18.5
和
8.37
pico mole cm
-2
•s
-1
；
ComBcHIPP16-L1
伸长区
和成熟区
Cd
2+
的平均流速分别为
14.9
和
5.92
pico mole cm
-2
•s
-1
，与野生型相比差异不大。
hip16
突变体伸长区和成熟区
Cd
2+
的流速分
别为
11.6
和
2.4 pico mole cm
-2
•s
-1
。结果表明，
BcHIPP16
参与根系对
Cd
的吸收，从而增
加
Cd
在根系中的积累。
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图
2
.
BcHIPP16
促进小白菜幼苗
Cu
和
Cd
吸收的模
型。
七、其它实验结果
● BcHIPP16
增加了酵母细胞对
Cd
和
Cu
的
敏感性。
● Cd
和
Cu
增加植物中
BcHIPP16
的表达水
平。
●
亚细胞定位显示
BcHIPP16
定位于质膜。
●
在拟南芥中表达
BcHIPP16
可增加
Cd
和
Cu
的积累。
八、结论
本文研究了
BcHIPP16
促进植物吸收铜
（
Cu
）和 镉（
Cd
）的生物学功能。如图
2
所示，
在
Cu
缺乏和
Cd
暴露条件下，
BcHIPP16
的
表达被激活。在拟南芥中表达
BcHIPP16
可
以增加
Cd
和
Cu
的积累。研究认为，质膜
定位蛋白
BcHIPP16
促进了植物对
Cu
和
Cd
的吸收。
BcHIPP16
在
Cu
和
Cd
吸收中的作
用可能与其他转运蛋白相互作用有关，但仍
需进一步研究。这些发现不仅丰富了我们对
小白菜
Cd
分子调控网络的认识，而且为培
育低
Cd
积累作物提供了潜在的解决方案。
九、测试液
0.005mM CdCl2, 0.1 mM KCl, 0.3 mM MES,
pH 5.8
关键字：小白菜；金属伴侣；
BcHIPP16
；铜；
镉；植物类
文献信息：
Niu M, Bao C, Zhan J, Yue X, Zou
J, Su N, Cui J. Plasma membrane-localized
protein BcHIPP16 promotes the uptake of
copper and cadmium in planta. Ecotoxicol
Environ Saf. 2021 Oct 20;227:112920. doi:
10.1016/j.ecoenv.2021.112920. Epub ahead of
print. PMID: 34678630.
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（责任编辑：李雪霏）
