第199期- NMT揭示嫁接黄瓜根源H2O2促耐盐机制

       研究使用设备

       嫁接是提高植物对非生物胁迫抗性的重要手段，已在生产中得到广泛应用。黄瓜耐盐性弱于南瓜，将黄瓜嫁接到南瓜砧木上能显著提高前者耐盐性。H₂O₂作为一种重要的活性氧信号分子，参与许多植物生长发育和抗性调控过程。

       前人研究已经证明维持植物体内H₂O₂平衡对SOS1发挥活性有至关重要的作用。但H₂O₂在嫁接黄瓜中是如何参与Na⁺转运过程尚未见报道。

       2017年11月20日，华中农业大学别之龙教授团队在Journalof Experimental Botany杂志在线发表了题为“Rootrespiratory burst oxidase homologue-dependent H₂O₂ production confers salt tolerance on agrafted cucumber by controlling Na+ exclusion and stomatal closure”的研究论文。

       该研究解析了根源H₂O₂信号调控嫁接黄瓜耐盐性的机制。牛蒙亮博士为本文第一作者。

       课题组首先构建了黄瓜/南瓜，黄瓜/黄瓜两个嫁接组合，利用基于非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology，NMT）的旭月NMT逆境研究工作站，测定了二者根尖与嫁接位点上、下茎中Na⁺、H⁺流。

       结果表明：以南瓜为砧木的嫁接苗根系具有更强的Na+外排能力，推测是造成不同嫁接复合体地上部Na⁺积累差异的直接原因。

图注：南瓜嫁接苗根系Na⁺流检测图

图注：南瓜嫁接苗根系Na⁺流检测图

图注：南瓜嫁接苗根系Na⁺流检测图

       为探究H₂O₂在嫁接黄瓜中Na⁺转运过程中的作用，研究人员对不同嫁接复合体的根系盐处理后H₂O₂进行激光共聚焦观测，发现：南瓜嫁接苗根系盐处理早期存在H₂O₂爆发现象，推测其作为信号介导了耐盐过程。

       进一步利用NADPH氧化酶抑制剂（DPI）处理根系，结果发现早期H₂O₂形成受阻、Na⁺外排与H⁺吸收均显著下降。且南瓜嫁接苗在盐胁迫下叶片气孔关闭更早，有助于降低失水和维持植株水势。

       基于上述研究结果，课题组提出根源H₂O₂信号调控嫁接黄瓜耐盐性的机制——南瓜砧木通过控制根源Rboh基因介导的H₂O₂信号增强了根系Na⁺外排能力，并通过促进盐胁迫下早期的叶片气孔关闭来适应盐胁迫。

 

注：SIET、MIFE、SVET、SPET等技术名称，已经统一为Non-invasive Micro-test Technology，中文名“非损伤微测技术”，简称NMT。

        下载全文：C2017-026