氮肥调控作物镉吸收与转运的机制及多组学研究进展OA

土壤镉污染严重威胁农产品安全与人体健康。氮肥管理作为农业生产中的核心农艺措施,在保障作物产量的同时,可通过多种途径调控作物对镉的吸收与积累。本文系统综述了氮肥形态与施用量影响作物镉吸收转运的多层次机制:氮肥通过调节pH、阳离子交换量等化学性质改变镉的生物有效性;通过影响细胞壁固定、区室化分隔等过程调控镉的截获与隔离存储;氮肥可调控天然抗性相关巨噬细胞蛋白(NRAMP)、重金属ATP酶(HMA)、锌铁转运蛋白(ZIP)等家族基因的表达与功能,进而改变镉的吸收与转运效率。此外,本文总结了多组学技术(转录组学、蛋白组学、代谢组学)在解析"氮信号-基因表达-蛋白功能-代谢响应"调控网络中的应用,阐明了不同氮肥形态如何通过调控关键基因表达与诱导解毒代谢物合成来增强作物镉耐受性。最后,本文展望了多组学数据整合与新型生物技术工具在优化氮肥管理中的应用前景,以期为制定"减镉保产"的氮肥管理策略提供理论依据,对保障粮食安全生产具有重要指导意义。