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基本信息

主題：NMT驗證干旱脅迫促大麥葉片ABA增加調節保衛細胞排K⁺吸Ca²⁺介導氣孔關閉

期刊：Environmental and Experimental Botany

影響因子：4.027

研究使用平臺：NMT水旱脅迫創新平臺

標題：In?situ?determination of guard cell ion flux underpins the mechanism of ABA-mediated stomatal closure in barley plants exposed to PEG-induced drought stress

作者：中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所王耀生、李麗，哥本哈根大學劉福來

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檢測離子/分子指標

K⁺、Ca²⁺、H⁺

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中文摘要（谷歌機翻）

??? ABA通過影響保衛細胞內的離子轉運來調節氣孔運動，但目前還缺乏ABA介導的保衛細胞離子轉運動力學的原位測量以及干旱脅迫下其他植物激素參與調節氣孔開度的研究。本研究以野生型大麥Steptoe（WT）及其相應ABA缺陷型大麥突變體Az34為材料，用10%聚乙二醇（PEG）6000處理0、2、4、24 h或9 d，模擬短期和長期干旱脅迫。采用非損傷微測技術（NMT）原位檢測保衛細胞內K⁺、H⁺和Ca²⁺流速。10% PEG處理2 h后，兩種大麥基因型葉片ABA濃度（[ABA]_葉）均顯著升高，24 h后達到最高。與對照組相比，PEG處理2 h后，兩種基因型的Ca²⁺內流均顯著增加，WT在處理4 h后達到最大值。短期干旱脅迫下，WT的[ABA]_葉的增加與K⁺外排速率和Ca²⁺內流速率的增加以及氣孔導度的降低相一致，盡管葉片IAA、GA₃和ZR的濃度均在處理4 h時增加。PEG處理24 h后WT中保衛細胞的K⁺外排明顯大于Az34。該結果闡明了ABA在介導保衛細胞離子轉運中的作用，從而調節干旱脅迫下大麥的氣孔運動。

離子/分子流實驗處理

在大麥四葉期時，10% PEG6000脅迫0、2、4、24 h或9 d，以模擬短期和長期干旱脅迫。

與對照組相比，PEG處理2 h后，兩種基因型保衛細胞的Ca²⁺內流速率均顯著增加，WT在處理4 h后達到最大值（圖1a）。PEG暴露后，WT保衛細胞的H⁺流速隨著時間的延長逐漸從外排轉為內流，而Az34保衛細胞的H⁺呈外排趨勢（圖2a）。兩種基因型的保衛細胞K⁺外排速率在PEG處理的第2、4 h均下降，但在PEG處理的第24 h較對照處理相比有所增加。PEG處理24 h后，WT保衛細胞的K⁺外排速率明顯大于Az34（圖3a）。

隨著PEG暴露時間的增加，WT葉肉細胞內Ca²⁺內流逐漸減少，Az34葉肉細胞內Ca²⁺由內流轉向外排（圖1b）。PEG處理后，WT中葉細胞的H⁺流速由外排轉為內流，隨著PEG暴露時間的增加，H⁺流入速率逐漸增加。在PEG誘導的短期干旱脅迫下，Az34葉肉細胞的H⁺內流速率顯著增加（圖2b）。此外，隨著PEG暴露時間的延長，Az34葉肉細胞的K⁺外排速率增加，24 h后達到最大值，與對照組相比，WT的K⁺外排速率在PEG處理后24 h明顯增加（圖3b）。