褪黑素预处理通过调节水分状况、生理生化反应和激素反应，减轻了镉对玉米幼苗的毒性影响

《BMC Plant Biology》：Melatonin pre-treatment mitigates cadmium toxicity in maize seedlings by regulating hydrological status, physio-biochemical, and hormonal responses

玉米褪黑素缓解镉胁迫机制研究：喷施40 μM褪黑素通过增强抗氧化酶（SOD、CAT等）活性、调节ABA/IAA/zeatin激素平衡及改善水关系，显著提升玉米生物量、叶绿素含量和水分稳态，主成分分析验证其协同缓解镉毒害效应，为重金属污染土壤作物保护提供新策略。

　　

摘要

目的

褪黑素（MT）在植物抵御重金属毒性的过程中充当多功能信号调节因子；然而，调控玉米中褪黑素诱导的镉（Cd）耐受性的生理和激素网络仍不甚明了。

方法

玉米幼苗预先接受褪黑素处理，随后暴露于80 μM的镉环境中。本研究探讨了通过根部施用褪黑素（40 μM）如何通过调节水分关系、抗氧化防御和激素平衡来减轻镉引起的损伤。

结果

暴露于80 μM镉环境中的玉米幼苗表现出严重的生长抑制、相对水分含量下降以及根系水力传导能力受损，同时过氧化氢和丙二醛水平升高。预先用40 μM褪黑素处理显著提高了茎部和根部的生物量，增加了叶绿素含量，并恢复了叶片的水分状态。褪黑素增强了抗氧化酶（SOD、CAT、APX和POD）的活性，减少了氧化应激，并调节了关键植物激素（ABA、IAA和反式玉米素）以维持生理稳态。主成分分析进一步将褪黑素引起的生化改善与耐受性的增强联系起来。

结论

总体而言，褪黑素通过增强抗氧化防御系统、稳定细胞氧化还原平衡、保护光合作用和水分调节过程以及重新编程激素信号来在镉胁迫下维持生理稳态，从而提高了玉米的镉耐受性。此外，褪黑素通过多种协同适应机制减轻了玉米中的镉毒性，凸显了其在受镉污染土壤中实现可持续作物保护的潜力。