近日，江汉大学生命科学学院植物营养与逆境生物学研究团队在国际顶级环境与生态学期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院环境科学与生态学TOP期刊，影响因子12.2）上发表了题为《Argonaute 1 negatively regulates cadmium tolerance via modulating jasmonic acid and gibberellin contents, antioxidant enzymes, and chlorophyll level in tobacco》的研究成果。该论文的第一作者为青年教师杨婷和生物技术专业本科生张欣雨，曾长立教授和青年教师杨婷为共同通讯作者，本科生张慧和袁旭也参与了该研究。
近年来，中国农业土壤镉污染问题日益严重，威胁粮食生产安全和人类健康，对镉污染土壤的治理迫在眉睫。植物修复被认为是净化重金属污染土壤的最具潜力的绿色生态技术，具有高效、可原位施用、低侵入性和小破坏性等显著优点。因地制宜选择植物修复材料是成功实施大田植物修复的关键，因此，筛选超富集镉的植物并研究其调控机制一直是学术界关注的热点。烟草（Nicotiana tabacum L.）作为一种典型的超富集镉植物，因其强大的繁殖能力、生长迅速、叶片生物量大和便于收割等特点而备受关注，但其在镉胁迫下的分子机制尚待深入研究。
本研究对前期的烟草叶片转录组数据进行了深入挖掘，发现高度保守的抗性基因argonaute 1（NtAGO1）在镉胁迫下特异性下调。为了进一步研究NtAGO1在烟草响应镉胁迫中的作用，研究团队利用NtAGO1过表达植物（AGO1-OE）、NtAGO1敲除植物（ago1-KO）和野生型烟草进行耐镉分析。体外激素喷施实验结果表明，NtAGO1通过负向调控茉莉酸和赤霉素的含量，抑制抗氧化系统的激活，从而加重了烟草的氧化损伤。此外，赤霉素下调了与叶绿素降解相关基因的表达，抑制了叶绿素的分解，增强了烟草对镉的耐受性。这项研究为深入理解NtAGO1在植物抵御镉胁迫中的生物学功能提供了重要证据，并为作物抗逆性的遗传改良提供了基因资源，同时为重金属镉污染土壤的植物修复提供了技术支持和理论指导。
值得一提的是，围绕烟草耐镉胁迫机制的研究中，生物技术系本科生作为第一作者已发表了两篇相关论文。植物营养与逆境生物学研究团队长期致力于油菜、水稻、烟草、拟南芥等植物的营养高效及逆境胁迫抗性机制研究。近5年来，团队承担和参与了20余项国家重大科技专项、国家重点研发项目、国家自然科学基金、湖北省自然科学基金等课题，发表SCI论文30余篇，申请专利4项，并参与制定了2项相关标准。本研究得到了湖北省自然科学基金项目和江汉大学一流学科专项的资助。
来源：江汉大学