12月5日，水稻所胡培松院士团队在Journal of Hazardous Materials期刊在线发表了题为“Chloroplast-localized transporter OsNTP1 mediates cadmium transport from root to shoot and sugar metabolism in rice” 的研究论文。该研究揭示了OsNTP1转运蛋白在镉从植物根部向地上部分转移过程中的作用，并指出通过RNA干扰（RNAi）技术下调OsNTP1表达可以显著减少镉在稻米籽粒中的积累。此外，实验表明，外源添加蔗糖能够减轻由镉引起的对OsNTP1-RNAi植株糖代谢的抑制效应。本研究不仅加深了我们对糖代谢响应镉胁迫机制的理解，也为开发低镉积累水稻品种提供了重要的理论基础和遗传资源。
由于过量的镉和镍在稻米中的累积对人体健康构成威胁，而水稻具有较强的吸收和转运这些重金属的能力，因此控制稻米中镉和镍的累积对于确保食品安全和保护消费者健康至关重要。同时，虽然外源糖已被证明可以增强植物对重金属胁迫的抵抗力，但其具体机制尚未完全明了，所以解析糖信号如何调控植物生长与抗逆性是十分必要的。
在这项研究中，研究人员还发现了一个新的定位于叶绿体的镍转运蛋白家族成员OsNTP1。当在酿酒酵母中异源表达时，OsNTP1增强了酵母对镍和镉的耐受能力。研究显示，下调OsNTP1表达后，尽管镍含量未见明显变化，但稻米中镉的积累显著降低。在幼苗阶段施加外源镉处理后，OsNTP1-RNAi植株的地上部分镉含量增加，而根部镉含量则无显著差异，这表明OsNTP1参与了镉从根到茎的转运过程。另外，OsNTP1的敲除或下调增加了植株对蔗糖的敏感度，蔗糖处理使得OsNTP1-RNAi植株基部积累了更多的淀粉颗粒，且外源蔗糖的应用能够缓解镉胁迫对糖代谢和淀粉合成的抑制，这意味着OsNTP1在调节水稻糖代谢和维持正常生长发育方面起到了关键作用。
该研究得到国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和中国农业科学院创新工程等项目的资助。水稻所博士研究生王晶鑫、杨灵威和硕士研究生徐博为论文共同第一作者，胡培松院士为通讯作者，唐绍清研究员和胡时开研究员为共同通讯作者。水稻所博士后操瑞节、博士生惠索祯、周亮、Sidra Charagh等对本研究提供了重要帮助。
