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摘要
镉(cadmium, Cd)胁迫强烈抑制植物生长发育，并且镉能够沿着食物链在人体中富集，对人体健康造成重大隐患。乙烯(ethylene, ETH)是一种重要的植物激素，在植物响应环境胁迫中发挥重要作用。但是，乙烯调节植物耐Cd的作用机制仍然未定论。本文发现3 mg/L Cd2+处理能够提高乙烯合成关键蛋白质甲硫氨酸腺苷转移酶(methionine adenosyltransferase, MAT)活性，导致根中乙烯含量上升约44.6%。进一步研究发现，10和50μmol/L乙烯增强苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase, PAL)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate coenzyme A ligase, 4CL)、肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD)和愈创木酚过氧化物酶(guaiacol peroxidase, PPOD)等木质素合成关键酶的活性，使番茄根系木质素含量提高约52.1%和83.8%,导致胞壁木质化程度提升。与对照相比，乙烯减少根表皮细胞Cd2+内流40.2%～52.7%,显著降低体内Cd含量(P<0.05)。此外，乙烯处理减少毒性高的水提取态和乙醇提取态Cd的含量，增加了毒性低的盐酸、醋酸、氯化钠提取态和残渣态Cd的含量，同时增加Cd在细胞壁中的占比，降低在细胞器中的占比，从而降低植株的离子渗透率(electrolyte leakage, EL)和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量，增加叶绿素含量，提高了番茄植物对Cd2+胁迫的耐受性。综上，本研究发现了Cd2+胁迫之下MAT酶活性的变化，由此提出，MAT介导的乙烯合成与Cd2+胁迫之间可能存在关联，为乙烯缓解植物Cd损伤提出新的可能机制，也为其在果蔬作物安全生产中的应用提供了初步的理论依据。
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