New Phytol于彥春/武麗敏:NMT發現KAR酶失活致熱激后葉肉吸Ca失調為KAR酶通過調節脅迫信號賦予水稻耐熱性提供證據-自主發布-資訊-生物在線

New Phytol于彥春/武麗敏:NMT發現KAR酶失活致熱激后葉肉吸Ca失調為KAR酶通過調節脅迫信號賦予水稻耐熱性提供證據

作者:旭月(北京)科技有限公司 2021-09-14T15:51 (訪問量:27995)

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45℃高溫實時處理

離子/分子流實驗結果

質膜對于植物熱感應、細胞響應和Ca2+信號轉導至關重要。因此,本研究檢測了熱脅迫誘導的葉肉細胞Ca2+內流。熱處理前10 min,hts1突變體葉肉細胞的熱誘導瞬時凈Ca2+內流速率比野生型細胞平均高4.1倍(圖1)



其他實驗結果


  • HTS1利于水稻耐熱性和氧化應激響應。

  • hts1突變體的熱超敏性是由LOC_Os04g30760基因的突變引起的。

  • HTS1是由輪藻進化而來,在陸地植物中進化保守。

  • HTS1定位于類囊體膜,可以被熱處理誘導

  • HTS1具有KAR活性和較高的熱穩定性

  • hts1突變體在脂肪酸生物合成方面存在缺陷。

  • 熱脅迫下,缺乏HTS1會加速破壞細胞膜的完整性。

  • HTS1缺失可能導致快速的Ca2+和ROS信號傳導,從而影響HsfA2s及其靶基因在熱脅迫下的轉錄激活。

結論

本研究的結論是,HTS1的缺乏直接損害了hts1突變體的脂肪酸生物合成和脂質代謝。脂肪酸含量的減少(主要是C16:0和C18:3)破壞了熱應激下細胞膜系統的完整性和穩定性,造成熱誘導的Ca2+和ROS信號轉導級聯的異常。HTS1的突變也會導致HSF和HSP網絡的轉錄活性受到抑制,從而導致HSR調節功能受損和熱損傷不受控制。因此,研究認為HTS1通過影響膜穩定性、熱脅迫相關轉錄活性以及潛在的Ca2+和ROS信號,對水稻耐熱性至關重要,是de novo脂肪酸合成的關鍵因子(圖2)。研究高溫脅迫下脂肪酸合成與脅迫信號的關系,將有助于更好地了解未來氣候條件下的植物育種。



圖2. HTS1調控水稻耐熱性的工作模型。


測試液


0.1 mM KCl, 0.1 mMCaCl2, 0.5 mM NaCl, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na2SO4, pH 6.5


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