其他實驗結果
· 表達GmSALT3全長使大腸桿菌中K+含量增加,GmSALT3-YFP、GmSALT3_TM10、AtKAT1和AtCHX20的表達也增加。
· GmSALT3-YFP在卵母細胞中定位到PM。
· 雙電極電壓鉗電生理學顯示,在ND96培養基中培養時,注入GmSALT3的卵母細胞的靜息膜電位與注入H2O的卵母細胞相比更正,但沒有發現一致的電流差異,這表明通過GmSALT3的運輸可能是電中性的。
· 與注射H2O的卵母細胞相比,注射GmSALT3的卵母細胞含有更多的K+、Na+和Cl-。
· GmSALT3會影響K+、Na+和Cl-在卵母細胞中跨PM的運輸。
· 使用100 mM NaCl處理發現,NIL-S地上部分、莖和葉中的Cl-、K+含量更高,K+/Na+比卻降低了,NIL-T葉片中的K+/Na+比在脅迫第3 d后才明顯升高。
· 鹽處理10 d后,NIL-T的根、莖、葉干重明顯增加。
· 100 mM NaCl處理4 d后發現,Na+、Cl-在NIL-S的所有氣生組織中積累得更多。
· 在根部(主根和側根),NIL-T比NIL-S積累的Cl-多。
· 100 mM NaCl處理4 d后,檢測大豆莖韌皮部和木質部汁液中的離子濃度。與NIL-T相比,NIL-S的木質部汁液中的Na+濃度明顯更高。與葉片的數據相反,NIL-S的木質部和韌皮部汁液中的Cl-濃度比NIL-T低。
· 對交互嫁接和自嫁接(self-grafted,對照)的植株進行100 mM NaCl處理8 d,結果發現在NIL-S砧木上嫁接NIL-T接穗,葉片Cl-含量比自嫁接NIL-S低。相反,當NIL-S接穗嫁接到NIL-T砧木上時,葉片中Cl-含量與自嫁接NIL-S相比差異不顯著。與自接NIL-T植株相比,自接NIL-S植株的Cl-含量要高得多。
· TEM(透射電子顯微鏡)成像觀察NIL-T和NIL-S韌皮部的超微結構,發現鹽處理后的NIL-T和NIL-S在根系韌皮部細胞中的形態沒有差異差異,表明缺乏全長GmSALT3不會破壞亞細胞形態,離子流速的變化更可能是GmSALT3誘導排鹽的直接原因。
結論
綜上所述,本工作對GmSALT3在植物體內和異源系統中的耐鹽機制提供了進一步的認識。研究認為,在NIL-T中,全長GmSALT3通過限制Na+在木質部的裝載介導Na+和Cl-從地上部分排出,而Cl-則通過韌皮部從地上部分重新轉移回根。這是第一次發現一種蛋白質能促進植物韌皮部的Cl-再循環,并使植物具有更好的耐鹽性。本研究的數據還表明,GmSALT3是一個具有運輸能力的內膜定位蛋白,但還不能說明GmSALT3通過不同細胞類型來改變不同轉運過程的確切的細胞機制,這需要進一步研究。利用NIL-T和NIL-S植物進行RNA測序,可能有助于研究GmSALT3是否通過影響轉錄而賦予大豆耐鹽性,以及在鹽脅迫條件下, NIL-T和NIL-S的根部有哪些獨特的途徑和基因可能發生明顯變化。
測試液
5 mM NaCl, 0.2 mM KCl, 0.2 mM CaCl2, 5 mM HEPES, pH 7.5
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.13947
關鍵詞:鹽耐受;非生物脅迫;大豆;GmSALT3;CHX;離子轉運體;地上部分外排

