
2015年底,魯東大學程顯好課題組與中科院上海植生所張洪霞課題組合作,在林木領域知名期刊Tree Physiology上,發表了名為《Overexpression of a Populus trichocarpa H+-pyrophosphatase gene PtVP1.1 confers salt tolerance on transgenic poplar》的樹木抗鹽領域研究成果。
AVP1(擬南芥液泡H+-PPase基因)提升植株的耐鹽耐旱的機制在草本植物中已研究的較為清 楚,但H+-PPase在木本植物中的功能還有待深入探究。研究者將黑楊的PtVP1.1(Ⅰ型H+-PPase基因)轉至擬南芥與白楊上,以觀察其功 能。結果顯示,150 mM NaCl條件下,PtVP1.1高表達白楊同對照組相比,長勢更好。PtVP1.1轉基因品種相比于野生型,其微粒體膜小泡H+-PPase水解活性更 強。Na+、K+含量分析顯示,PtVP1.1高表達品種的耐鹽性提升與其體內Na+下降、K+上升相關。
研究利用非損傷微測系統 (NMT),檢測了PtVP1.1高表達白楊與野生型經0/150 mM NaCl處理后,根部分生區、伸長區、成熟區的Na+、H+流速。結果顯示,正常生長環境下,兩組樣品根部Na+流速無差異,對照組H+吸收速率更高。鹽 脅迫時,PtVP1.1高表達白楊相比于野生型,其根部具更強的排Na+吸H+能力(Na+外排速率、H+吸收速率均高與野生型)。這一結果為 PtVP1.1提升木本植物耐鹽性提供了活體生理證據。
世界三大林木逆境研究中心之一,北京林業大學陳少良教授課題組也參與這項研究。此課 題組是目前國內應用NMT出產成果最多的單位。此前,陳少良教授受德國哥廷根大學之邀,合作撰寫林木抗逆領域綜述,NMT作為綜述報道的主角之一,已經為 越來越多的抗逆研究者所親睞,并逐漸成為逆境研究的必備技術。下期文章將繼續展示NMT在這一領域的高水平研究成果。

圖注:PtVP1.1高表達組與野生型白楊,經0/150 mM NaCl處理后,根部分生區、伸長區的Na+、H+流速
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