北林沈应柏：NMT发现​虫食致植物生长迟缓与IAA滞留分生区相关

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发现虫食致植物生长迟缓与IAA滞留分生区相关

期刊：Journal of Plant Growth Regulation

影响因子：2.047（2018年）

研究使用平台：NMT植物生长发育创新平台

标题：Insect Herbivory of Leaves Affects the Auxin Flux Along Root Apices in Arabidopsis thaliana

作者：北京林业大学沈应柏、闫素丽

 

检测离子/分子指标

IAA，H⁺

 

检测样品

拟南芥根，距根尖0、100、200、300、400、600、700、800、900、1000、1100、1200 μm根表上的点。

 

中文摘要（谷歌机翻）

      植物在面临昆虫攻击时，会降低其生长速度，反过来，资源也会从生长中转移到加强对食草动物的抵抗力上。在这项研究中，研究了一种可能的信号级联，以建立昆虫食草后观察到的缓慢生长的潜在机制。本研究结果表明，小菜蛾（Plutella xylostella）侵袭后，叶片和根中的游离茉莉酸酯（JA）和植物生长素水平均升高，同时植物生长素生物合成的YUCCA3和YUCCA8基因转录增加。使用非损伤微测技术（NMT）对内源性生长素流速进行进一步检查表明，在根部过渡区的表面附近，昆虫取食后净生长素流速下降。相反，昆虫取食导致根表面净H⁺流速增加，最明显的反应发生在过渡带。昆虫取食后，生长素转运蛋白基因PIN1，PIN2，PIN3，PIN7和AUX1的转录水平也降低了。生长素和H⁺流速的结果共同表明，昆虫取食后生长的减少可能与沿根尖的生长素流速和质子分泌的减少有关。

 

离子/分子流实验处理

小菜蛾取食或不取食10日龄拟南芥幼苗

 

离子/分子流实验结果

      为了研究根部发育的生理变化，在小菜蛾取食后，用NMT技术检测了沿15日龄幼苗根尖的IAA流速。在对照苗根中，分生区（距根尖0~100 μm）和过渡区（距根尖100~400 μm）的IAA流速为正，表明IAA外排很强（图1c）。在距离根冠交界处200 μm处观察到的IAA外排速率最大，而伸长区和成熟区呈现负值，说明IAA净内流。在小菜蛾取食后，在分生区和过渡区（距根尖0~400 μm），IAA的外排被显著抑制；但在伸长区和过渡区，小菜蛾取食没有诱导IAA内流，如对照所示。

 

图1. 昆虫取食对拟南芥根中IAA流速的影响。正值代表H⁺外排，负值代表H⁺吸收。

 

      以前的研究表明，IAA运输伴随着H⁺运输。因此，也用NMT测量了小菜蛾取食后根尖的H⁺流速。在对照组中，幼苗根部在分生区（0~100 μm）和过渡区（100~400 μm）表现出强烈的H⁺内流，在300 μm处达到最大值。在伸长区和成熟区，H⁺流速呈现略微负值，表明H⁺的净吸收。昆虫取食后，分生区和过渡区的H⁺净内流速率均减少（图2）。然而，在伸长区和成熟区，与对照组相比，H⁺流速没有显著变化。

 

图2. 昆虫取食对拟南芥根中H⁺流速的影响。正值代表H⁺外排，负值代表H⁺吸收。

 

测试液

0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl₂, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na₂SO₄, pH 6.0

 

仪器采购信息

据中关村NMT产业联盟了解，北京地区的北京林业大学于2009年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。

 

 

 

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00344-017-9688-4

 

关键词：昆虫食草；茉莉酸；生长素通量；根生长；拟南芥