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| 硅介导的水稻悬浮细胞镉亚细胞分配差异 |
| Silicon-mediated Differences in Subcellular Cadmium Distribution in Rice Suspension Cells |
| 投稿时间：2026-06-15 修订日期：2026-08-13 |
| DOI： |
| 中文关键词: 硅 镉 水稻悬浮细胞 细胞壁 亚细胞分配 镉离子表观净通量 |
| 英文关键词: silicon cadmium rice suspension cell cell wall subcellular allocation apparent net Cd2+ flux |
| 基金项目:国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目）；岳麓山实验室人才引进项目(2024RC2056) |
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| 中文摘要: |
| 为明确硅（Si）对不同镉（Cd）积累特征水稻悬浮细胞Cd亚细胞归趋的影响，本研究以玉针香（YZX）和黄华占（HHZ）悬浮细胞系为材料，设置缺Si和加Si预培养，并以30 μmol·L-1 CdCl2胁迫24 h，测定全细胞、细胞壁、原生质体及细胞壁组分中Si、Cd含量，结合各组分总回收质量建立质量平衡，并测定Cd2+表观净通量和相关基因表达。结果表明，加Si后增加的可测Si主要分布于细胞壁，加Si后YZX和HHZ细胞壁可测Si占全细胞可测Si的比例分别由92.08%和95.30%升至96.76%和97.64%；加Si未显著改变全细胞Cd负荷，但促进Cd由原生质体向细胞壁分配，经组分总回收质量校正后，YZX和HHZ细胞壁Cd质量分配比例分别由45.65%和59.11%升至72.70%和83.99%。各处理可测Si和Cd的细胞壁与原生质体可测负荷之和相对于全细胞负荷的估算闭合率分别为93.28%~108.10%和95.51%~108.19%，处理间无显著差异。细胞壁中增加的可测Si主要分布于半纤维素，Cd负荷增加主要见于果胶和半纤维素。加Si使YZX和HHZ初始Cd2+净内流绝对值分别降低72.74%和63.90%，同时上调Si吸收转运基因OsLsi1和半纤维素合成基因OsCSLD4，抑制Cd胁迫下Cd吸收转运基因OsNramp5的诱导表达。综上，Si供应主要通过促进Cd由原生质体向细胞壁重新分配并减弱Cd暴露初期的表观净内流，改变水稻悬浮细胞中Cd的亚细胞归趋；两种水稻材料的响应方向一致，但其细胞壁分配能力和早期Cd输入强度存在差异。 |
| 英文摘要: |
| （1）本研究以不同Cd积累特征水稻悬浮细胞为对象，从全细胞、细胞壁、原生质体及细胞壁组分层面解析Si调控Cd亚细胞分配的作用，明确了Si主要通过促进Cd由原生质体向细胞壁转移、增强果胶和半纤维素组分Cd固定，从细胞尺度降低Cd进入代谢活跃区域的风险。
（2）本研究结合Cd²?非损伤微测和相关基因表达分析，揭示Si处理下Cd²?净内流减弱与*OsNramp5*表达下调、*OsLsi1*和*OsCSLD4*表达上调之间的一致性，并进一步比较了YZX和HHZ在细胞壁Cd分配、Cd²?跨膜内流和细胞壁重塑响应上的品种差异，为施Si阻控水稻Cd积累提供了细胞学证据。 |
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