灣區(qū)時訊（編輯/劉秀通訊員/曾少華周飛）重金屬鎘（Cd）污染對植物和土壤的脅迫嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境與人類健康。目前尚不清楚R2R3-MYB型花青素調(diào)控因子AN2是否參與植物對鎘脅迫的耐受機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)黑果枸杞LrAN2基因（OE-LrAN2）顯著增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因幼苗對鎘脅迫的耐受性，這種耐受性可能源于生物量的提升和氧化還原穩(wěn)態(tài)的優(yōu)化，其機(jī)制涉及花青素、抗壞血酸、類胡蘿卜素等抗氧化物質(zhì)的生物合成，以及過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）等抗氧化酶系統(tǒng)的協(xié)同調(diào)控。

中國科學(xué)院華南植物園科研人員通過對經(jīng)0、25、50、100 μM CdCl₂處理30天的OE-LrAN2幼苗進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，利用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA）構(gòu)建了LrAN2介導(dǎo)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測了黑果枸杞耐鎘脅迫的潛在關(guān)鍵基因。并通過染色質(zhì)免疫沉淀測序分析表明，LrAN2的下游靶基因涉及花青素、甘氨酸甜菜堿和脯氨酸的生物合成，生長素、乙烯和細(xì)胞分裂素等植物激素信號通路，以及重金屬陽離子轉(zhuǎn)運ATP酶、MATE和ABC轉(zhuǎn)運蛋白等溶質(zhì)運輸系統(tǒng)。雙熒光素酶報告基因檢測證實，LrAN2可激活類胡蘿卜素合成基因（LrBCH）、MATE型花青素轉(zhuǎn)運蛋白基因（LrTT12）和生長素響應(yīng)蛋白家族基因（LrSAUR72）的表達(dá)。通過酵母體內(nèi)功能驗證，發(fā)現(xiàn)LrAN2的靶基因LrTT12（TT12Lru03G01504）能夠?qū)d隔離至液泡，從而實現(xiàn)Cd解毒。綜上所述，LrAN2通過多維度調(diào)控策略增強(qiáng)黑果枸杞對鎘脅迫的耐受性，為長期困擾的鎘污染治理開辟新途徑。本研究鑒定的LrAN2靶基因群為作物耐鎘遺傳改良提供了寶貴的基因資源。

相關(guān)研究成果以“OverExpression of anthocyanin activator LrAN2 improving black goji berry (Lycium ruthenicum) tolerant to cadmium stress” 為題近期發(fā)表在國際主流期刊Journal of Hazardous Materials（《《危險材料雜志》》）。中國科學(xué)院華南植物園艾培炎博士后為本文第一作者，曾少華研究員為通訊作者。該研究工作得到了中國科學(xué)院華南植物園王瑛研究員、新疆大學(xué)李巖教授、內(nèi)蒙古林科院楊榮副研究員的大力支持。該工作得到了國家自然科學(xué)基金項目的資助。文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389425016024