来源：《农业环境科学学报》年09期
作者：刘泽伟1,3，赖金龙2,3，李俊柯1,3，丁峰1,3，张宇1,3*，罗学刚1,3
单位：1.西南科技大学生命科学与工程学院；2.西南科技大学环境与资源学院；3.西南科技大学生物质材料教育部工程研究中心
摘要
为探究铀（U）胁迫对植物光合作用和呼吸代谢的*害作用，采用溶液培养法，用含有不同浓度铀（0、5、10、15、20、25μmol·L-1）的溶液处理蚕豆幼苗72h后，通过组织切片和透射电镜观察根系结构的变化，并测定蚕豆幼苗的叶绿素含量、光合参数以及根系活力，另取高浓度铀处理组（U-25μmol·L-1）与对照组（U-0μmol·L-1）的根系进行转录组测序（RNA-seq）。
结果表明：在不同浓度的铀胁迫下，铀向地上部的转移极少，其转移系数小于0.01，过量的铀累积明显破坏了根系的结构。此外，铀胁迫下蚕豆幼苗的光合效率降低，但根系活力增加。RNA-seq结果表明，与光合作用和呼吸代谢调控相关的基因中，共有个基因差异表达，其中，光合作用中与光反应途径、卡尔文循环途径及光呼吸途径相关的基因表达以下调为主（90个DEGs；3个上调，87个下调）；呼吸代谢中参与线粒体电子传递过程的相关基因表达以上调为主（27个DEGs；23个上调，4个下调）。
研究表明，高浓度的铀胁迫抑制了蚕豆幼苗的光合作用，但增强了其根系的呼吸代谢，这可能是蚕豆对铀*害的一种适应机制。
结论：
（1）在铀胁迫下，蚕豆根系能阻止大部分铀向地上部转移，从而维持植株地上部的正常生长。然而，蚕豆根系中铀的过量累积造成了根系损伤，影响植物的生理代谢活动。
（2）高浓度的铀胁迫降低了蚕豆幼苗的光合效率，抑制了光合作用过程中光反应途径、卡尔文循环途径和光呼吸途径相关基因的表达。在一定的铀浓度范围内，蚕豆幼苗的根系活力呈现出先升高后降低的趋势，高浓度的铀胁迫诱导了根系线粒体中呼吸电子传递途径相关基因的高表达。
（3）在铀胁迫下，蚕豆幼苗的光合作用受到影响，但其根系的呼吸代谢有所增强，从而适应铀胁迫环境。蚕豆对铀具有一定的耐受性，但由于铀主要累积在其根系，因此不能作为铀的富集植物。
责任编辑：郑庆祥
校对和审核：潘淑君王农
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