近日，我校资源环境学院、根系生物学中心王金祥教授研究小组在国际著名杂志Journal of Hazardous Materials（中科院一区，影响因子13.6）发表题为“Arabidopsis transcription factor WRKY45 confers cadmium tolerance via activating PCS1 and PCS2 expression”的研究论文（论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030438942301779X?via%3Dihub）。
重金属镉(Cd)对动物和植物都有剧毒。由于采矿、冶炼、污水灌溉和施肥等人类活动导致的土壤镉污染对亚洲的重要作物水稻的安全生产造成严重威胁。研究表明，中国有超过7.0%的土壤镉含量超标，因此迫切需要治理被镉污染的土壤。利用基因技术选育耐镉作物品种进行生物修复，由于其环境友好性和低成本，是一种很有前途的处理镉污染土壤的技术。因此，了解植物对镉毒害的耐受机制具有重要意义。
已有的研究揭示，拟南芥WRKY45（AtWRKY45)通过促进高亲和磷转运子 Pht1;1的转录来促进根系吸收磷，AtWRKY45促进叶片衰老，但对AtWRKY45在耐受镉胁迫方面的作用不清楚。王金祥研究小组发现，拟南芥WRKY45赋予拟南芥镉耐受性。镉胁迫下WRKY45基因的表达和蛋白水平增加。与此一致，Cd胁迫增加根和叶中WRKY45的启动子活性。WRKY45的过表达导致PC含量的增加和对Cd耐受性的增强，而WRKY45功能的丧失导致PC含量的降低，从而导致对Cd敏感性的增强。此外，Dual-LUC分析证实WRKY45直接激活编码PC合酶的PCS1和PCS2的表达。EMSA分析证实WRKY45与PCS2启动子区的W-box顺式元件结合。PCS1或PCS2在WRKY45突变体中的过表达可以恢复wrky45对Cd胁迫的耐受性，表明PCS1和PCS2在WRKY45的下游发挥作用。综上，研究小组提供了生理学、生物化学和遗传学证据来证明拟南芥WRKY45通过激活PCS1和PCS2的表达来赋予拟南芥Cd耐受性。
资源环境学院2020级博士生李方剑为论文的第一作者，王金祥教授为论文的通讯作者，根系生物学中心梁翠月研究员参加了本研究工作，以上研究得到广东省科技计划项目(2021B1212040008)资助。根系生物学中心田江研究员为本研究提供了帮助。
文图/资源环境学院 李方剑