镉（Cd）污染抑制植物生长并诱导活性氧（ROS）积累；microRNA398（miR398）可通过负调控其靶基因 CSD1/2（编码 Cu/Zn‑SOD）参与植物抗逆响应。本研究发现番茄受 Cd 胁迫时 miR398显著下调，同时 CSD1（而非 CSD2）表达上调和 SOD 活性升高；利用过表达 MIR398（miR398#OE）阻断该下调后发现，Cd 胁迫下 OE 株系生长受抑更严重，ROS 和 MDA 积累更多，地上部和木质部汁液 Cd 含量及根系净 Cd 流入率显著升高，伴随 Cd 吸收基因（IRT1/IRT2/NRAMP2）上调、区隔化基因 HMA3下调，且抗氧化酶（SOD/CAT/APX）活性紊乱更明显。结果表明：Cd 胁迫下番茄 miR398 的下调具有保护作用——通过解除对 CSD1的抑制增强 SOD 抗氧化能力，并间接抑制根系 Cd 吸收和向地上部转运，从而减轻 Cd 毒害。

1题目

文章题目：

Sly-miR398 Participates in Cadmium Stress Acclimation by Regulating Antioxidant System and Cd Transport in Tomato (Solanum lycopersicum)

发文单位：浙江农林大学 园艺科学学院；农业农村部亚热带果蔬菜质量安全控制重点实验室；浙江省山区农业高效绿色生产协同创新中心

研究对象：栽培番茄（Solanum lycopersicumL. cv. Microtom），野生型（WT）及过表达 MIR398转基因株系（miR398#OE）

研究领域：植物分子生理学／植物抗逆分子生物学（miRNA调控、重金属镉胁迫、抗氧化防御系统）

2杂志

International Journal of Molecular Sciences (IJMS)；IF=5.9分

3链接

n, G.; Hua, Y.; Jin, H.; Huang, Q.; Zhou, G.; Xu, Y.; He, Y.; Zhu, Z. Sly-miR398 Participates in Cadmium Stress Acclimation by Regulating Antioxidant System and Cd Transport in Tomato (Solanum lycopersicum). Int. J. Mol. Sci.2023, 24, 1953. https://doi.org/10.3390/ijms24031953

4检测方法

qRT-PCR，

理化指标：SOD、CAT、APX、GPOD、GR、DHAR、O₂⁻、H₂O₂、MDA、叶绿素含量；

Cd含量ICPMS

5主要内容

1.Cd 胁迫下 miR398 下调→CSD1↑→SOD↑

3 h（根）/6 h（地上）后 miR398 显著下调，CSD1和 SOD 活性上调，CSD2无变化→说明番茄中 miR398 主要靶向调控 CSD1响应 Cd。

MIR398 过表达削弱 Cd 耐受性

miR398#OE 在 Cd 处理下株高、根长、生物量和叶绿素下降更显著，NBT/DAB 染色显示 O₂⁻ 和 H₂O₂ 积累更强，MDA 升高→OE 株系氧化损伤更严重。

MIR398 过表达扰乱抗氧化酶系统（主要在地上部）

Cd 胁迫下 OE 株系地上部 SOD、CAT、APX 活性降幅更大，GPOD 升幅更大；根部差异不显著→miR398 对抗氧化系统的保护调节作用主要体现在地上部。

MIR398 过表达促进 Cd 吸收与地上部转运

OE 株系地上部和木质部汁液 Cd 浓度分别升高约 25.3% 和 90.5%，根系净 Cd 流入率增加约 23.6%，根部 Cd 区隔化基因 HMA3下调，吸收基因（IRT1/IRT2/NRAMP2）上调。

6总结

Cd 胁迫下番茄 miR398 的下调是一种保护性适应机制：

通过上调 CSD1增强 SOD 介导的抗氧化能力；

间接抑制根系 Cd 吸收和向地上部转运（降低 IRT1/2、NRAMP2，维持 HMA3）；

若此下调被阻断（miR398 过表达），则抗氧化防御减弱、Cd 积累增加，Cd 毒害加重。

支持单位：