中國林科院張華新、楊秀艷:NMT發現白刺通過維持葉肉排Na+保K+能力及H+泵活性來適應鹽脅迫-自主發布-資訊-生物在線

中國林科院張華新、楊秀艷:NMT發現白刺通過維持葉肉排Na+保K+能力及H+泵活性來適應鹽脅迫

作者:旭月(北京)科技有限公司 2021-08-31T16:01 (訪問量:26422)

00%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; font-size: 14px; font-family: 微軟雅黑, sans-serif;">NaCl濃度在100~200 mM時對西伯利亞白刺幼苗的生長有刺激作用,超過300 mM時則產生抑制作用。

  • NaCl處理后西伯利亞白刺幼苗葉片、莖和根中的Na+含量以劑量依賴性方式增加;隨著NaCl濃度的增加,葉中K+含量下降,但根中K+含量有所增加;隨著脅迫嚴重程度和時間的增加,幼苗3個組織的K+/Na+比值均有所下降。各處理下,根部的K+/Na+比最高,葉片最低

  • 鹽處理誘導了葉肉細胞Na+積累。

  • NaCl脅迫顯著提高了液泡膜H+-ATPase和H+-PPase的活性,且活性呈時間依賴性增加。各時間點PM H+-ATPase活性均低于液泡膜H+-ATPase活性。

  • 采用RT-qPCR測定了6個參與Na+和K+運輸的基因表達。鹽脅迫顯著增加了大部分目標基因的表達,在400 mM NaCl脅迫1 d后或200 mM NaCl脅迫14 d后,檢測到的基因表達量最高,表明它們可能參與了液泡Na+區隔化和K+保留的過程。



  • 結論

    本研究表明,西伯利亞白刺的耐鹽性主要表現在液泡Na+區隔化和細胞質K+穩態。未來的研究應側重于其他細胞器(如內質網)作為細胞內Na+儲存的潛在儲存體的作用。同時,液泡含有水解酶、磷酸酶和***酶等多種酶類,因而與泛素化等蛋白質修飾過程相聯系。在液泡液中Na含量較高的情況下,液泡中的酶如何發揮作用還有待回答。



    測試液


    0.1 mM KCl, 0.1 mM NaCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 5.7

    儀器采購信息


    據中關村NMT產業聯盟了解,北京地區的中國林科院于2009年采購了美國揚格公司的非損傷微測系統。


    關鍵詞:K+/Na+穩態;Na+儲存;鹽脅迫;組織特異性離子分布
    ,



    基本信息

    主題:NMT發現白刺通過維持葉肉排Na+保K+能力及H+泵活性來適應鹽脅迫

    期刊:Tree Physiology

    影響因子:3.655(2020年)

    研究使用平臺NMT植物耐鹽創新平臺

    標題:Tissue tolerance mechanisms conferring salinity tolerance in a halophytic perennial species Nitraria sibirica Pall.

    者:中國林科院國家林業和草原局鹽堿地研究中心張華新、楊秀艷、唐曉倩、張會龍


    檢測離子/分子指標

    K+、Na+、H+


    檢測樣品

    西伯利亞白刺葉肉組織



    中文摘要


    植物的耐鹽性依賴于不同組織和器官的協調運轉。組織耐鹽性是賦予植物適應鹽環境的關鍵性狀之一。這一特性意味著在代謝活躍的細胞中能夠維持較低的胞質Na+/K+比值。本研究以多年生木本鹽生植物西伯利亞白刺(Nitraria sibirica)為材料,探討其耐鹽性機制。結果表明,100~200 mM NaCl處理刺激了幼苗的生長。離子分布結果表明,葉片起到Na+庫的作用,而植物根系具有優越的保K+能力。從土壤中吸收的過量Na+主要轉運到地上部分,最終被區隔在葉肉細胞的液泡中。因此,在鹽脅迫下西伯利亞白刺能夠在組織和細胞水平上特異性保持K+/Na+的最適平衡。為此,西伯利亞白刺葉肉細胞中液泡H+-ATPase和H+-PPase酶活性升高, NsVHANsVP1NsNHX1基因的表達上調。NsVHA、NsVP1NsNHX1介導的葉肉液泡Na+區隔化降低了細胞質中Na+濃度,抑制了K+的流失。同時,西伯利亞白刺在轉錄水平上調TPK的表達,促進K+從液泡向細胞質轉移,有助于維持細胞質中K+穩態。綜上表明,西伯利亞白刺的液泡Na+區隔化和細胞內K+穩態等組織耐受特性對西伯利亞白刺適應土壤鹽漬化具有重要作用。


    離子/分子流實驗處理

    0、200和400 mM NaCl處理24 h


    離子/分子流實驗結果

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