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Cd是有毒的重金属之一,也是一种非必需元素,植物的根系极易从土壤中吸收而积累在植物体内,并通过食物链聚集到动物和人体,从而对人体造成伤害。Zn是Cd的同主族元素,在自然界中往往与Cd共同存在。Zn可以影响植物对Cd的吸收或积累。Ca和K能够调节植物对Cd和Zn的吸收和转运,从而缓解Cd毒害和提高Cd和Zn的耐受性。Ca-K复合使用能更加显著减少Cd的吸收和缓解Cd的毒害作用。矮秆波兰小麦(Dwarf Polish Wheat,DPW,Triticum polonicum L.,)表现出对Cd和Zn有较高的耐受性,以及Cd/Zn之间会相互抑制吸收。然而,对于Ca-K复合对Cd/Zn互作的生理及分子响应未知。本研究主要通过组织金属含量测定、金属转运系数、金属亚细胞分布、Cd的化学形态和转录组测序等方法和手段来研究Ca-K对矮秆波兰小麦苗期Cd/Zn互作的生理和分子响应,主要结果如下:(1)高浓度的Ca-K降低了根系中Cd和Zn的含量,但增加了地上部分的Cd浓度,降低了Zn浓度,Cd和Zn的TFs均升高。同时,DPW的幼苗不是通过减少根系长度来降低根中Cd和Zn的浓度,而是通过Ca-K降低根对Cd和Zn的吸收能力。说明高浓度Ca-K降低Cd和Zn的吸收,但促进其转运。在低浓度或高浓度的Ca-K条件下,Zn均抑制Cd的吸收,促进Cd的转运。高浓度的Ca-K缓解了Zn对Cd的吸收抑制和转运促进。Cd促进Zn的吸收和抑制Zn的转运,高浓度的Ca-K加强了Cd对Zn的吸收促进和转运抑制。(2)Ca-K通过改变Cd/Zn的亚细胞分布、Cd的化学形态和调节基因的表达来调节Cd/Zn的相互作用。其中,Ca-K和(或)Zn主要是调节金属转运蛋白如ABC转运蛋白、HMA2、HMA5,和影响细胞壁代谢(主要集中在半纤维素多糖代谢途径)以及改变Cd的化学形态,最终影响Cd的吸收和亚细胞分布。Ca-K和(或)Cd调节一些金属转运蛋白如VIT,ABC转运蛋白、HMA5,以及细胞壁代谢,改变了Zn的亚细胞分布。