Environ Pollut：Si颗粒促水稻细胞拒Cd | NMT创新平台成果回顾

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

文章标题：Silica nanoparticles alleviate cadmium toxicity in rice cells:Mechanisms and size effects

 

        2017年，广东省生态环境技术研究所李芳柏课题组在Environmental Pollution上发表了题目为“Silica nanoparticles alleviate cadmium toxicity in rice cells:Mechanisms and size effects”的研究成果，探究不同尺寸的Si纳米颗粒对于缓解Cd毒性的影响。

 

        实验材料为水稻悬浮细胞，检测其在有无硅纳米颗粒（SiNPs）条件下的Cd毒性。不同尺寸（19nm、48nm、201nm）的SiNPs处理时，活细胞的比例大致分别提高到95.4%、78.6%和66.2%，表明Cd毒性缓解程度随着SiNPs尺寸增大而减小。形态学观察结果表明：SiNPs不存在时，胞内细胞器的完整性出现严重的结构改变与损伤，而有SiNPs的细胞即使是在高浓度Cd环境下仍然几乎保持完整。SiNPs会积聚在水稻细胞表面。通过ICP-MS检测发现，Cd优先聚集在细胞壁上。

 

水稻悬浮细胞在不同尺寸Si纳米颗粒处理后的吸Cd²⁺速率。负值表示吸收

 

        同时，研究中还利用基于非损伤微测技术检测了水稻细胞的Cd²⁺流速，发现经过SiNPs（19nm、48nm、201nm）处理后，Cd²⁺吸收速率分别平均下降了15.7倍、11.1倍和4.6倍。SiNPs抑制了Cd吸收转运(OsLCT1 and OsNramp5)的基因表达、促进了Cd向液泡转运基因(OsHMA3)和Si吸收基因(OsLsi1)的表达。

 

关键词：重金属，遗传变异，硅纳米粒子，镉，尺寸效应，细胞壁