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旭月NMT简报---关键词搜索:

Int J Mol Sci福建农林大学:OsCIPK2过表达促进低氮条件下水稻NO3-吸收

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

 

 

 

 

基本信息

主题:NMT发现OsCIPK2过表达促进低氮条件下水稻NO3-吸收

期刊:International Journal of Molecular Sciences

影响因子:4.183

研究使用平台NMT植物-微生物创新平台、NMT植物营养创新平台

标题:Exploring the Potential of Overexpressed OsCIPK2 Rice as a Nitrogen Utilization Effcient Crop and Analysis of Its Associated Rhizo-Compartmental Microbial Communities

者:福建农林大学林文雄、Muhammad Umar Khan

 

检测离子/分子指标

Ca2+,NH4+,NO3-

 

检测样品

水稻根尖

 

中文摘要(谷歌机翻)

      氮(N)是水稻生长发育中不可缺少的因素之一。中国在水稻生产中居于首要地位,同时也面临着氮肥成本上升和环境严重破坏的问题。要解决这些问题,亟需一个更好的解决方案,既不影响水稻生产,又要尽量减少对环境的所有有害影响研究比较了过量表达具有较好氮素利用效率(NUE)的钙调神经磷酸酶B样相互作用蛋白激酶2(OsCIPK2)基因的两个同基因系(isogenic lines)Kitaake(WT)及其转基因系CIPK2(RC)在低氮(LN)与正常氮素(NN)水平下的生长发育情况。NUE是一个复杂的性状,主要与植物从土壤中提取、同化和循环利用N的效率有关。使用高通量测序对微生物种群进行了分析,发现在水稻根部特异表达CIPK2的RC,不仅在不使用氮肥(LN)的情况下表现更好,同时也增加了水稻根际隔室(compartments)的细菌群落的多样性。有益菌种的相对丰度增加可以促进根际土壤中氮的循环和转化。为了进一步探讨RC在LN条件下表现更好的原因,使用非损伤微测技术(NMT)检测了根尖离子流速。结果发现与WT相比,RC在LN下能吸收更多的Ca2+和NO3-。最后,与WT相比,RC植株在LN下表现出更好的根系和地上部分的生长,产量和氮吸收量增加,而在正常氮素(NN)处理下,两个水稻株系之间的生长没有显著差异。本文通过研究与NUE相关的水稻分子、生理和化学参数,对OsCIPK2过表达的水稻株系进行处理研究,得到了初步结果。该结果为进一步研究水稻对土壤中N的吸收利用以及与微生物群落的相互作用奠定了基础。

 

离子/分子流实验处理

幼苗长至三叶期,分别用正常氮(1.44 mM NH4NO3)和低氮(0.24 mM NH4NO3)处理

 

离子/分子流实验结果

      在LN条件下,RC的根部对Ca2+的吸收明显增加,但在NN条件下无明显差异(图1)。LN条件下RC根系对NO3-的吸收增加,而NN条件下RC和WT根系均显示出外排,但两者之间无显著差异。NH4+呈外排状态,RC和WT之间无显著差异。结果表明,在LN条件下,CIPK2在根中的表达增强,促进了根对NO3-的吸收,这与RC根际硝化作用增强是一致的

 

图1. 不同N处理下水稻根部的Ca2+、NO3-和NH4+流速正值代表Ca2+、NO3-和NH4+外排,负值代表Ca2+、NO3-和NH4+吸收。

 

测试液

Ca2+:0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na2SO4, pH 6.0
NO3-:0.1 mM NH4NO3, 0.1 mM NH4NO3, 0.1 mM KCl, 0.1 mM KCl, 0.1 mM KCl2, 0.3 mM CaCl2, pH 6.0
NH4+:0.1 mM NH4NO3, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 6.0

 

仪器采购信息

据中关村NMT产业联盟了解,福建地区的福建农林大学于2015年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。

 

 

 

 

原文链接:https://www.mdpi.com/1422-0067/20/15/3636

 

关键词:非损伤微测技术;植物营养氮素利用效率Ca2+OsCIPK2