2025年3月，Horticulture Research在线发表了我院环境污染控制与修复科技创新团队题为《Uncovering differences in cadmium accumulation capacity of different Ipomoea aquatica cultivars at the level of root cell types》的研究论文。该研究利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，首次在细胞类型水平解析了蕹菜高镉品种T308和低镉品种QLQ的镉吸收、固定和运输差异机制。

图1. 蕹菜QLQ与T308根尖细胞的单细胞RNA测序分析与细胞类型鉴定，（A、B）QLQ与T308的细胞簇及细胞类型UMAP可视化；每个点代表单个细胞；（C）蕹菜根尖解剖结构示意图；（D、E）QLQ与T308中标记基因的表达模式；（F）不同细胞类型关键标记基因的qPCR验证。注：数据为均值±标准误（n=3），采用LSD法方差分析（ANOVA）进行显著性检验，“**”表示不同处理间差异显著（p<0.01）。

研究发现，QLQ表皮和T308木质部中较高水平的木质素沉积分别与LAC2和PER72在QLQ表皮中的高表达以及PER72在T308木质部中的高表达有关。QLQ表皮中较高的PME活性、果胶去甲酯化及木质素含量有助于镉的固定，从而减少镉进入木质部和向地上部分的运输。相比之下，T308更发达的木质部和毛细胞，以及木质部中较高的镉含量，促进了镉向地上部分的运输。这些机制共同解释了QLQ和T308在Cd固定和运输方面的差异。

图2. QLQ与T308根部镉吸收及转运的潜质机制。注：红色文字（箭头指示）表示表达水平显著上调，蓝色文字表示表达水平显著下调（p < 0.05）。

《Horticulture Research》为农林科学一区TOP期刊，影响因子为7.6。申创博士为论文第一作者，黄樱樱博士为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（42107039、42007144）、湖南省自然科学基金（2022JJ40139）等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhaf077