土壤镉(cadmium,Cd)污染是广受关注的环境问题。土壤中的Cd不仅影响植物的生长发育,还会通过食物链威胁人类健康。芥菜(Brassica juncea)具有富集Cd的特性,在Cd污染土壤的植物修复中具有应用潜力。因此,研究缓解Cd对芥菜毒害作用的措施具有重要的应用价值。花生四烯酸(arachidonic acid,ARA)是一种不饱和脂肪酸,在植物逆境胁迫和防御的信号网络中发挥重要作用,但ARA对芥菜Cd胁迫耐受性的影响目前并不清楚。本文研究了外源ARA对芥菜Cd毒害的缓解效应及其生理和分子机制,实验结果如下:1.外源ARA处理对芥菜Cd毒害的获悉更多缓解效应。(1)分析不同浓度Cd(0、25、50、100、200、400mg/Kg)胁迫对芥菜生Ceralasertib分子式长的影响,结果表明:低浓度Cd胁迫对芥菜长势无明显影响,当Cd浓度达到200mg/Kg时,芥菜生长受到明显的抑制,芥菜的生物量(地上部干重、根部干重、株高)、光合色素含量(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、总叶绿素)、叶片细胞相对活性、相对电导率与对照组相比均呈现显著性差异。(2)分析了外源喷施不同浓度ARA(0、0.1、1、10、100μM)对Cd胁迫(200mg/Kg)下芥菜生物量、光合色素含量、叶片细胞相对活性、相对电导率的影响,结果表明,外源喷施不同浓度ARA对芥菜Cd毒害均有一定的缓解作用。其中,在ARA浓度为10μM时,对芥菜Cd毒害的缓解作用最佳。2.外源ARA对Cd胁迫下芥菜生长和抗氧化系统的影响。设4个组进行实验,即CT组(对照组)、Cd组(200 mg/Kg Cd处理)、ARA组(喷施10μM ARA)和 Cd+ARA 组(200 mg/Kg Cd 处理并喷施 10μM ARA)。结果表明,Cd处理下芥菜生长受到抑制,而外源喷施ARAfluoride-containing bioactive glass后有所缓解作用。ARA处理增加了生物量、叶片细胞相对活性、光合色素含量,降低了 ROS(H2O2、O2-、MDA)、相对电导率、Cd积累含量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,增加了还原型抗坏血酸(ASA)、氧化性抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)的含量。3.外源ARA对Cd胁迫下芥菜叶片基因表达谱的影响。对CT、ARA、Cd、Cd+ARA四个处理组进行了转录组测序和差异表达基因分析。在Cd组vs Cd+ARA组共鉴定出419个差异表达基因,其中308个基因表达上调,111个基因表达下调。GO富集分析结果表明差异表达基因富集于花青素生物合成、细胞壁、果胶酸裂解酶活性、黄酮醇生物合成过程的调控。KEGG富集分析结果表明差异表达基因富集于光合作用-天线蛋白、光合作用、类黄酮生物合成、卟啉与叶绿素代谢、黄酮及黄酮醇生物合成、谷胱甘肽代谢。对挑选的8个差异表达基因进行qRT-PCR分析,实验结果与转录组数据基本一致。