山東農科院孔令安:山東農科院孔令安:在低氮脅迫小麥側根發生及氮同化中的作用丨NMT植物營養創新科研平臺-自主發布-資訊-生物在線

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山東農科院孔令安:山東農科院孔令安:在低氮脅迫小麥側根發生及氮同化中的作用丨NMT植物營養創新科研平臺

作者:旭月(北京)科技有限公司 2020-11-26T10:45 (訪問量:7851)

NMT作為生命科學底層核心技術,是建立活體創新科研平臺的必備技術。2005年~2020年,NMT已扎根中國15年。2020年,中國NMT銷往瑞士蘇黎世大學,正式打開歐洲市場。

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基本信息


主題激素信號在低氮脅迫小麥側根發生及氮同化中的作用

期刊:Journal of Plant Growth Regulation

影響因子:2.672

研究使用平臺:NMT植物營養創新科研平臺

標題:Low?NitrogenStress Stimulates Lateral Root Initiation and Nitrogen Assimilation in Wheat:Roles of Phytohormone Signaling

作者:山東農業科學院孔令安、呂雪梅

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檢測離子/分子指標

IAAH+NH4+NO3-

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檢測樣品

小麥根尖



中文摘要(谷歌機翻)

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氮缺乏是限制全球農作物生產力的因素之一。作為氮的主要形式,**鹽(NO3-)和銨鹽(NH4+)作為信號調節植物的生長。盡管對許多植物對氮脅迫的響應已有大量研究,但尚未完全闡明小麥(Triticum aestivum L.)根系適應低氮(特別是低NH4+脅迫)的機制。在這項研究中,將小麥幼苗種植在含有5 mM NO3-,0.1 mM NO3-或0.1 mM NH4+的1/2強度Hoagland溶液中,以表征根系對氮缺乏的生理反應。與對照相比,低氮脅迫下根鮮重,側根數增加。此外,在低氮脅迫下,吲哚-3-乙酸(IAA),細胞分裂素(CKs),赤霉素(GA3)和茉莉酸(JA)的濃度增加,而水楊酸(SA)的濃度降低。在低氮脅迫下,酶聯免疫吸附試驗(ELISA)和無創微檢測技術(NMT)檢測結果表明,H+-ATPase活性,H+外排和IAA流入增加,而N流入減少。進一步的研究表明,低NO3-脅迫會增加**還原酶和谷氨酰胺合成酶的活性,而低NH4+脅迫會增加谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶的活性。和SA濃度;增加H+-ATPase活性和H+外排;促進了側根數的增加,從而促進了氮的吸收面積。此外,低氮脅迫增加了與氮吸收相關的關鍵酶的活性,促進了蛋白質的生物合成,并最終促進了根的生長。

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離子/分子流實驗處理方法


十日齡小麥5 mM NO3-(對照),0.1 mM NO3-LN)或0.1 mM NH4+LA)處理6h48h

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離子/分子流實驗結果

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利用NMT技術進一步分析了適應低氮條件的小麥細根凈流速。在648 h處理后(HAT)觀察到IAA外排,在對照組中,根的IAA外排速率保持不變。在兩種低氮脅迫下,IAA6 HAT時內流,而在48 HAT時外排(圖a)。


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在三種處理中,均觀察到H+在根系中的外排。在低NO3-和低NH4+脅迫下,與對照相比,H+沿根部的外排顯著增加,且在低NO3-和低NH4+條件下,H+流速沒有明顯差異(圖b)。

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, 在48h低氮處理下,根表面的NO3-NH4+凈內流速率與對照相比顯著降低,低NO3-處理下NO3-的內流速率明顯低于低NH4+處理下NH4+的內流速率。與對照相比,0.1 mM NO3-處理下的凈內流減少了92.92%P<0.05),在0.1 mM NH4+處理下減少了76.12%P<0.05)(圖c)。

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其他實驗結果

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  • 48HAT時,低氮脅迫下的根鮮重顯著增加。低NO3-條件下的根鮮重略高于低NH4+條件下的根鮮重。但在96HAT時,低氮處理的嫩芽鮮重和根鮮重與對照條件下相似。

  • 與對照相比,在低氮脅迫下,48HAT時比96HAT時根系構型的參數有更顯著的差異。

  • 與對照相比,低氮脅迫下側根數增加

  • 在低氮脅迫下,IAACKsGA3JA的濃度增加,而SA的濃度降低。

  • 與對照相比,在6HAT時,PM H+-ATPase活性在低NO3-條件下顯著增加,而在低NH4+條件下無顯著性差異。在48 HAT時,低氮脅迫下PM H+-ATPase的活性與對照顯著不同。

  • 使用抑制劑的三種處理在48HAT時的根鮮重、總根長、根尖數、根表面積顯著降低。抑制劑處理還會顯著降低H+-ATPase活性。

  • 48 HAT時,與對照相比,兩種低氮條件下的總氮含量均顯著降低,而在0.1 mM NO3-中的總氮含量則略低于在0.1 mM NH4+中的。

  • 低氮脅迫增加了NR

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