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摘要
铁(Fe)是植物生长发育所必需的营养元素而镉(Cd)是对植物有害的元素且对植物Fe和Cd的吸收存在拮抗作用。OsIMA是一类正调控水稻Fe吸收的一类小肽，其过表达可以促进Fe的积累。为探究OsIMA是否参与水稻对Cd胁迫的适应性，该研究以水稻为研究材料，利用荧光定量PCR分析了OsIMA基因的表达水平，通过遗传转化和CRISPR/Cas9基因编辑技术构建了OsIMA1过表达植物和ima1突变体植物，评估了OsIMA1过表达和突变体植物在Cd逆境条件下的株高，并利用电联耦合等离子体质谱法测量了根和地上部的Fe和Cd含量。结果表明：(1)Cd处理后，OsIMA1和OsIMA2的转录水平上调。(2)OsIMA1过表达植物比野生型植物对Cd胁迫更耐受。(3)ima1功能缺失突变体比野生型植物对Cd胁迫更敏感。(4)OsIMA1过表达植株根系的Cd含量较高，而ima1突变体植株地上部的Cd含量较高。综上所述，OsIMA1通过限制Cd从根向地上部的转运以增强水稻对Cd逆境的适应能力，该研究结果为定向培育耐Cd作物提供了理论参考。
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单位中国科学院西双版纳热带植物园; 中国科学院大学; 生命科学学院
