王荔军教授课题组的博士生贺从武和马捷通过电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）和X射线光电子能谱仪测定硅在水稻悬浮细胞壁不同组分中的含量及结合形式，发现半纤维素组分可能是硅酸结合的主要配体（61.7%硅积累在半纤维素上，26.5%在纤维素中和11.8%在果胶上）。借助原子力显微镜（AFM）力学模式研究进一步证实硅可改善细胞壁半纤维素组分的力学性能：加硅的细胞壁（CW）、去果胶的细胞壁（CW-P）和去果胶及半纤维素的细胞壁（CW-P-HC）的杨氏模量分别是26.9、19.0和14.8 GPa, 而不加硅的CW、CW-P和CW-P-HC的杨氏模量分别降低到23.0、17.5和14.5 GPa。借助激光共聚焦显微镜探测到硅可促进原生质体再生细胞壁。此外，ICP-MS的测定发现硅-半纤维素复合物可结合大约56%的镉，从而抑制镉离子吸收进入细胞内，有效减轻镉对细胞的毒害。利用AFM下凯尔文电势模式分析了细胞壁及其组分的表面电势变化，发现加硅细胞壁带有更多的负电从而使得表面电势产生不均匀分布，不均匀程度随着镉的加入而显著降低。两篇相关研究结果发表在最新一期的New Phytologist (IF = 6.545)。
1. Congwu He, Jie Ma, and Lijun Wang*. A hemicellulose-bound form of silicon with potential to improve the mechanical properties and regeneration of the cell wall of rice. New Phytologist 206, 1051-1062, 2015.
2. Jie Ma, Hongmei Cai, Congwu He, Wenjun Zhang, Lijun Wang*. A hemicellulose-bound form of silicon inhibits cadmium ion uptake in rice (Oryza sativa) cells. New Phytologist 206, 1063-1074, 2015.
Figure 1. Atomic force microscopy (AFM) deflection and height images of the cell wall (CW) and its fractions.
图1. 原子力显微镜下水稻悬浮细胞壁和其组分的变化。
