
基本信息
主題:HKT1;5通過調節植物鈉鉀鈣離子穩態響應鹽脅迫
期刊:International Journal of Molecular Sciences
影響因子:4.556
研究使用平臺:NMT植物耐鹽創新平臺
標題:Changes in Expression Level of?OsHKT1;5?Alters Activity of Membrane Transporters Involved in K+and Ca2+?Acquisition and Homeostasis in Salinized Rice Roots
作者:塔斯馬尼亞大學Sergey Shabala,Mohammad Alnayef
檢測離子/分子指標
K+、Na+、Ca2+
檢測樣品
水稻根伸長區(距離根尖1.2 mm根表上的點)、成熟區(距離根尖15 mm根表上的點)、根木質部薄壁細胞


離子/分子流實驗處理
5日齡水稻水培幼苗80 mM NaCl實時處理

當向WT植株根施加80 mM NaCl(模擬木質部汁液Na+濃度的增加)時,可測到強烈而持續的凈Na+吸收(圖1A, C)。從功能上講,這種吸收與根木質部對Na+的重吸收是一致的(無論是通過HKT1;5還是通過一些其他運輸系統)。然而,在NIL(SKC1)中,沒有這種吸收。相反,敲低(Knockdown, KD)株系表現出木質部薄壁細胞對Na+的凈吸收甚至略高于WT(圖1A,C)。這些結果與本文全株Na+含量數據結果一致。
然后,研究測定了NaCl對K+在根星狀組織(stellar tissue)質膜上傳輸的影響(圖1B,D)。在所有3個株系中,NaCl加入到溶液中,導致了瞬時的凈K+外排。從功能上看,在植物體內,這相當于NaCl誘導的K+向蒸騰流中的裝載。K+外排速率的大小為NIL(SKC1)>WT>KD,與本研究在NIL(SKC1)株系地上部積累較高的K+結果一致。

圖1.?80 mM NaCl實時處理對木質部薄壁細胞凈Na+和K+流速的影響。(A, B) NIL (SKC1)、WT和Oshkt1;5?(4A-02764)敲低株系(KD)的實時Na+(A)和K+?(B)流速。(C, D)分別為脅迫后30 min內Na+和K+流速的平均值。正值表示吸收,負值表示外排。

圖2. 80 mM NaCl實時處理下根表皮細胞凈K+、Na+流速的變化情況。(A)從WT伸長區測得的實時Na+流速。(B) NIL (SKC1)、WT和Oshkt1;5?(4A-0.2764)(KD)株系在伸長區測得的Na+吸收峰值。(C)從WT伸長區和成熟區測得的實時K+流速。(D, E )分別為NIL (SKC1)、WT和Oshkt1;5株系伸長區和成熟根區脅迫后30 min內的K+流速。正值表示吸收,負值表示外排。
水稻HKT1;5株系在實時NaCl處理下,引起Ca2+瞬時外排(圖3),可能是由于細胞壁的Donnan交換引起的。然而,這種反應在EZ中更為強烈,在瞬時反應結束時,凈Ca2+流速值仍然為負值,表明一些活躍的Ca2+外排系統的參與。這種凈Ca2+外排的順序發生了變化,NIL(SKC1)

圖3. 80 mM NaCl實時處理下根表皮細胞凈Ca2+流速的變化情況。(A)從WT植物的伸長區和成熟區測得的實時Ca2+流速;(B,C)分別從NIL(SKC1)、WT和Oshkt1;5植株的伸長區和成熟根區測得脅迫后30 min內的平均Ca2+流速。正值表示吸收,負值表示外排。

其他實驗結果
NIL(SKC1)植物根伸長區和成熟區HKT1;5的表達均顯著高于WT,并且HKT1;5的轉錄水平隨著鹽分的升高而顯著上調。
鹽脅迫下,NIL(SKC1)表現出更敏感的表型,與WT相比,葉子萎蔫和壞死的比例更大,地上部和根干重顯著降低。
NIL(
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