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旭月NMT简报---关键词搜索:

台医大、台师大:NMT发现氨暴露致斑马鱼毛细胞Ca2+和NH4+吸收减少 为揭示氨的环境毒性机制提供重要证据

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

 

 

 

 台医大洪君琳:NMT探究以斑马鱼为材料的药物耳毒性机制

 

 

基本信息

主题:NMT发现氨暴露致斑马鱼毛细胞Ca2+NH4+吸收减少 为揭示氨的环境毒性机制提供重要证据

期刊:Chemosphere

影响因子:3.998(2020年)

研究使用平台:NMT毒理创新研究平台

标题:Ammonia exposure impairs lateral-line hair cells and mechanotransduction in zebrafish embryo

者:台北医学大学洪君琳台湾师范大学Jie-An ZhengShun-ChihHuang

 

检测离子/分子指标

Ca2+、NH4+

 

检测样品

斑马鱼侧线毛细胞

 

中文摘要(谷歌机翻)

      氨(包括 NH3和NH4+)是淡水环境的主要污染物。然而,氨对鱼类早期的毒性作用还没有完全了解,对其对感官系统的影响知之甚少。本研究假设氨暴露会对胚胎发育造成不良影响,并损害鱼类的侧线系统。斑马鱼胚胎暴露于高氨水(10、15、20、25和30 mM NH4Cl, pH 7.0)96 h(受精后0~96 h)。当NH4Cl浓度≥15 mM时,斑马鱼体长、心率、耳囊大小显著下降,而当NH4Cl≥10 mM时,侧线毛细胞数量和功能下降。采用非损伤微测技术(NMT)检测机械电转换(MET)通道介导的Ca2+内流,以揭示毛细胞的功能。研究发现NH4+(≥5 mM NH4Cl)进入毛细胞并抑制了毛细胞的Ca2+内流。新霉素和La3+(MET通道阻断剂)抑制NH4+内流,表明NH4+通过毛束中的MET通道进入毛细胞。总之,本研究表明,氨暴露(≥10 mM NH4Cl)可对斑马鱼胚胎产生不良影响,侧线毛细胞对氨暴露敏感

 

离子/分子流实验处理

胚胎在浓度的NH4Cl(0、5、10、20 mM)中孵育96h

受精后96 h的胚胎在不同浓度的NH4Cl(0、5、10、20 mM)中孵育0.5 h

受精后96 h的胚胎在5 mM NH4Cl或5 mM NH4Cl加阻滞剂(10 mM新霉素或10 mM La3+)中孵育0.5h

 

离子/分子流结果

      NMT分析毛束处Ca2+内流速率,评价毛细胞功能(图1A显示了流速微传感器检测L1神经丘毛束的图像)。10 mM组和20 mM组的Ca2+内流速率分别减少了33%和43%(图1B)

 

斑马鱼侧线毛细胞Ca2+流速检测视频

 

 图1.受精后0~96 h高氨水暴露对毛细胞功能的影响。正值代表Ca2+内流

 

      胚胎在NH4Cl暴露30 min后,1、5和10 mM NH4Cl组的Ca2+内流速率分别显著减少45%、65%和75%(图2A)。0和1 mM NH4Cl组毛细胞的NH4+流速非常低,而在5和10 mM NH4Cl组中测量到显著的NH4+内流(图2B)

 

图2.高氨水暴露30 min对毛细胞Ca2+和NH4+内流速率的影响。正值代表NH4+Ca2+内流

 

      用La3+和新霉素来验证NH4+在毛细胞的内流是通过MET通道介导的。将胚胎预暴露于5 mM NH4Cl(含或不含阻断剂)30 min后,记录NH4+在神经丘毛细胞的内流速率。结果表明,新霉素(10 mM)和La3+(10 mM)处理组的NH4+内流速率分别减少了60%和50%(图3)

 

图3.新霉素和La3+对毛细胞NH4+流入的影响。正值代表NH4+内流。

 

其他实验结果

  • 氨暴露后,斑马鱼胚胎的体长、心率和耳泡大小均减小。

  • 氨暴露后,侧线毛细胞的数量和功能下降。

  • 外侧毛细胞对氨暴露敏感。

 

结论

      综上所述,本研究综述了亚致死氨暴露对斑马鱼胚胎早期发育和侧线毛细胞的毒性作用。数据表明,氨通过干扰MET通道介导的Ca2+内流而损害毛细胞。氨对鱼类侧线系统存在不利影响,可能影响鱼类的行为,对自然生态系统中的鱼类生存造成严重威胁。

 

测试液

0.5 mM NaCl, 0.2 mM CaSO4, 0.2 mM MgSO4,0.16 mM KH2PO4, 0.16 mM K2HPO4, pH7.0

 

NMT实验标准化方案

·毒理研究NMT标准化方案

·斑马鱼NMT标准化方案

 

NMT仪器信息

·活体培养环境监测仪

·智能自动化非损伤微测系统

 

 

 

 

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0045653520313631

 

关键词:氨;侧线;毛细胞;MET通道;Ca2+内流;生医动物类

 

 

 

 

 

 

 

 

 

台大:NMT发现精氨酸抗利尿激素敲低致斑马鱼胚胎离子细胞泌H+↓ 为探究其参与调节离子和酸碱平衡机制提供依据

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

 

 

 

 林豊益《NMT在斑马鱼离子细胞的应用:从生理到环境毒理》

 

 

基本信息

主题:NMT发现精氨酸抗利尿激素敲低致斑马鱼胚胎离子细胞泌H+↓ 为探究其参与调节离子和酸碱平衡机制提供依据

期刊:International Journal of Molecular Sciences

影响因子:3.998(2020年)

研究使用平台:NMT斑马鱼创新平台

标题:Arginine Vasopressin Modulates Ion and Acid/Base Balance by Regulating Cell Numbers of Sodium Chloride Cotransporter and H+-ATPase Rich Ionocytes

者:台湾大学周铭翊、中研院细胞与个体生物学研究所黄鹏鹏

 

检测离子/分子指标

H+

 

检测样品

斑马鱼胚胎皮肤离子细胞

 

中文摘要(谷歌机翻)

      精氨酸抗利尿激素(Avp)是一种保守的多效激素,已知可以调节水的重吸收和离子平衡。然而,影响其作用的许多机制仍不清楚。研究使用斑马鱼胚胎来研究Avp如何调节离子和酸碱稳态。将胚胎在双蒸水中孵育24 h后,avp mRNA表达水平显著上调。通过反义吗啉寡核苷酸(MO)敲低AVP蛋白表达的减少的离子细胞相关基因的表达和下调全身Cl-含量和H+的分泌,而Na+和Ca2+水平不受影响。Avp拮抗剂SR49059的孵育也下调了氯化钠共转运蛋白2b (ncc2)的mRNA表达,后者是负责Cl-吸收的转运蛋白。相应地,avp morphants显示较低的NCC和H+-ATPase富集(HR)细胞数目,但Na+/K+-ATPase富集(NaR)细胞数目保持不变。avp MO还下调了foxi3a和p63表达细胞的数量。最后,降钙素基因相关肽(cgrp)及其受体降钙素受体样1(crlr1)的mRNA表达水平在avp morphants下调,表明Avp可能影响Cgrp和Crlr1调节Cl-平衡。总之,本研究结果揭示了Avp调节离子和酸碱平衡的分子/细胞途径,从而提供了对其功能的新见解

 

离子/分子流实验处理方法

斑马鱼胚胎在1-2细胞期

· 对照组

· 精氨酸抗利尿激素(Avp)敲低组

 

离子/分子流结果

      Avp敲低组斑马鱼胚胎离子细胞,H+分泌较对照组弱。

 

图1. 下调Avp对3dpf时卵黄囊离子外排的影响。正值代表H+外排。

 

 

其他实验结果

  • Avp及其受体在斑马鱼组织中广泛表达。

  • avp敲低下调Avp蛋白表达。

  • Avp调节离子细胞的功能。

  • Avp调节斑马鱼胚胎皮肤上的离子细胞数量。

  • Avp敲低组显示Cgrp及其受体Crlr1的表达减少 。

 

结论

      研究在斑马鱼中观察到的Avp对体液Cl-和酸碱平衡的积极调节作用,与它在哺乳动物肾脏中的已知生理功能相一致。本研究进一步揭示了Avp对Ncc2b和H+-ATPase在mRNA和蛋白水平上表达的新影响。研究首次证明Avp调节上皮干细胞和离子细胞祖细胞的细胞数量,以控制NCC和HR细胞的数量并调节Cl-吸收和酸分泌。而且,这种调节机制可能是由Avp和Cgrp-Crlr1信号传导之间的串扰所介导的。有趣的是,斑马鱼的皮肤/鳃离子细胞和哺乳动物的集合管夹层细胞显示出类似的细胞分化途径,其中涉及类似的信号传导成分(即Fox和Notch)。目前关于斑马鱼Avp的研究结果为进一步研究Avp是否也通过调节哺乳动物肾脏的细胞分化来控制上皮的Cl-吸收和酸分泌功能提供了依据。因此,本研究结果为荷尔蒙控制体液Cl-和酸碱平衡提供了新的见解,增加了对脊椎动物内分泌学的了解

 

NMT实验标准化方案

·斑马鱼NMT标准化方案

 

NMT仪器信息

·活体培养环境监测仪

·智能自动化非损伤微测系统

 

 

 

 

原文链接:https://www.mdpi.com/1422-0067/21/11/3957

 

关键词:抗利尿激素;离子细胞;离子调节;斑马鱼;Cl-吸收;酸分泌;生医动物

 

 

 

 

 

 

 

 

 

台湾中研院:NMT发现盐分刺激下谷氨酰胺转运蛋白突变青鳉鳃上皮Na+流速下降 为谷氨酸/谷氨酰胺参与鳃细胞的渗透调节提供支持

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发现盐分刺激下谷氨酰胺转运蛋白突变青鳉鳃上皮Na+流速下降 为谷氨酸/谷氨酰胺参与鳃细胞的渗透调节提供支持

期刊:Scientific Reports

影响因子:3.998(2020年)

研究使用平台:NMT斑马鱼创新平台

标题:Energy and nitrogenous waste from glutamate/glutamine catabolism facilitates acute osmotic adjustment in non-neuroectodermal branchial cells

者:中央研究院细胞与个体生物学研究所曾庸哲、Pei-Chen Huang

 

检测离子/分子指标

Na+

 

检测样品

青鳉鳃上皮表面

 

中文摘要(谷歌机翻)

维持平衡是动物在渗透压扰动下最重要的生理反应之一。鳃上皮的离子细胞是负责主动离子转运的主要细胞类型,由耗能离子泵(如Na+-K+-ATPase、NKA)和次级主动转运蛋白介导。因此,除了渗透压调节外,充分和立即的能量补充对于适应渗透变化至关重要。本研究提出谷氨酸/谷氨酰胺分解代谢和含氮废物的跨上皮转运可能有助于广盐硬骨鱼日本青鳉(Oryzias latipes)适应渗透变化。在72 h的驯化期内,高渗刺激增加了鳃中谷氨酸家族氨基酸的含量。氨基酸的这种变化伴随着谷氨酸/谷氨酰胺转运体(Eaats,Sat)和合成酶(Gls,Glul)的刺激,它们在适应高渗条件期间参与调节鳃上皮中的谷氨酸/谷氨酰胺循环。谷氨酰胺酶和谷氨酰胺合成酶的原位杂交结合免疫细胞化学显示olgls1aolgls2部分共定位,但olglul与富Na+/K+-ATPase的离子细胞不共定位。另外,对于谷氨酸和谷氨酰胺转运体,发现oleaat1oleaat3lslc38a4与离子细胞有共定位,而oleaat2没有共定位。Morpholino敲除Sat降低了幼鱼上皮的Na+流速,表明谷氨酸/谷氨酰胺转运在渗透调节中的重要性。除了作为能量底物的作用外,谷氨酸脱氨产生NH4+,这可能有助于渗透物质的产生;编码尿素生产周期成分的基因,包括氨甲酰磷酸合成酶(CPS)和鸟氨酸转氨甲酰酶(OTC),在高渗刺激下上调。基于这些发现,目前的研究表明,谷氨酸/谷氨酰胺循环和随后的鳃上皮含氮废物的跨上皮转运是在高渗刺激下维持离子稳态的一个重要组成部分

 

离子/分子流实验处理方法

对6-dpf青鳉注射1 ng SAT-吗啉修饰反义寡核苷酸(MOs)。

 

离子/分子流实验结果

      在20‰ salinity brackish water (BW)环境中,与Wt和Sham组相比,谷氨酰胺转运蛋白突变体组(Sat-MO)的鳃上皮Na+流速,显著下降(67%)。

 

图1. SAT-吗啉修饰反义寡核苷酸(MOs)对6 dpf 青鳉幼鱼卵黄囊上皮Na+流速的影响正值代表Na+外排

 

其他实验结果

  • 与FW对照组相比,用20‰ BW处理72 h的青鳉的O:N比发生了明显变化。

  • 与FW对照组相比,20‰BW处理后,青鳉鱼鳃中谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和氨含量都有所增加。

  • 20‰BW处理后,鳃组织中的尿素含量显著增加。

  • 20‰BW处理后,olcps1olotc上调表达,但是20‰BW在任何一个处理时间都没有明显诱导olcps2的表达;另外,Rh蛋白均下调表达。

  • 72 h处理后,20‰BW暴露显著刺激olgls1aolgls2的表达。然而,20‰的BW在任何一个处理时间都没有诱导olgls1b的表达;另外,20‰BW处理6 h和72 h后,glul的转录表达显著上调。

  • olgls1aolgls2olglul三个基因都表现得卵黄囊鳃上皮细胞的典型特征。

  • 谷氨酸转运体(Eaats)、olslc1a1olslc1a2aolslc1a2bolslc1a3,以及谷氨酰胺转运体(SAT)、olslc38a4olslc38a5均在青鳉鳃中表达。

  • olslc1a1olslc1a2bolslc1a3olslc38a4在卵黄囊的表皮细胞中表达,并表现出典型的“盐和胡椒样”模式表皮离子细胞染色。谷氨酸转运体直向同源物Eaat3部分与NKA信号共定位。此外,发现所有Eaat1的mRNA信号均与卵黄囊鳃上皮中的NKA阳性细胞和邻近的鳃上皮细胞共定位。

 

结论

      这项研究首次阐明了非必需的AAs,谷氨酸和谷氨酰胺是如何参与鳃内NH3/NH4+生成和尿素积累的,为渗透调节的能量学提供了新的见解。此外,谷氨酸/谷氨酰胺转运体和分解代谢调节剂Eaat、Sat、Gls和Glul在青鳉鳃上皮细胞中的表达模式不仅为研究功能不同的鳃上皮细胞之间潜在的AA转运途径提供了新的见解,同时也开始阐明谷氨酸/谷氨酰胺在鱼类渗透调节中的分子和细胞利用。此外,目前的研究表明谷氨酸-谷氨酰胺循环的特征可能通常来源于表皮的发育,因为在脊椎动物的神经外胚层衍生的中枢神经系统和非神经外胚层衍生的鳃上皮中都有发现。这些发现强调了通过谷氨酸/谷氨酰胺代谢产生基于NH4+的尿素的重要性,这有助于在广盐硬骨鱼中建立良好的渗透调节能力(图2)。

 

图2. 谷氨酸是一种主要的等离子体驱动的能量底物,在应对盐分刺激时被转运到鳃中

 

离子流实验使用的测试液

0.5 mM NaCl, 0.2 mM CaSO4, 0.2 mM MgSO4, 300 μM MOPS buffer, 0.3 mg·L-1 ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate

 

NMT实验标准化方案

·斑马鱼NMT标准化方案

 

NMT仪器信息

·活体培养环境监测仪

·智能自动化非损伤微测系统

 

 

 

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41598-020-65913-1

 

关键词:Na+流速;青鳉;鳃上皮细胞;谷氨酸/谷氨酰胺;渗透刺激;生医动物类

 

 

 

 

 

 

 

 

 

南土所新植物学家:NMT发现WRKY46通过调控蛋白N糖基化和游离IAA含量抑制根排铵 为探究WRKY46调控铵耐受机制提供证据

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

 

 

 

 

感谢本文一作,中科院南京土壤研究所狄东伟博士校稿 

 

 

 

基本信息

主题:NMT发现WRKY46通过调控蛋白N糖基化和游离IAA含量抑制根排铵 为探究WRKY46调控铵耐受机制提供证据

期刊:New Phytologist

影响因子:10.151

研究使用平台:NMT植物营养创新平台

标题:WRKY46 promotes ammonium tolerance in Arabidopsis by repressing NUDX9 and IAA-conjugating genes and by inhibiting NH4+ efflux inthe root elongation zone

者:中科院南京土壤研究所李光杰、狄东

 

检测离子/分子指标

NH4+

 

检测样品

拟南芥根分生区、伸长区

 

中文摘要(谷歌机翻)

  • 中等水平的铵(NH4+)对大多数植物的根系生长具有毒性作用。转录调控是植物响应NH4+毒害最重要的机制之一,但转录因子(TFs)参与这一调控的具体机制尚不清楚。

  • 研究对拟南芥根部进行了RNA-seq分析,以筛选对铵响应的TFs。筛选出来的WRKY46是WRKY转录因子家族中对NH4+最敏感的成员。研究通过突变和过表达实验确定了WRKY46的作用,并通过Y1H、EMSA和ChIP-qPCR来表征WRKY46对NUDX9和IAA结合基因的调控

  • 敲除WRKY46会增加NH4+对主根的抑制,而过表达WRKY46会减少NH4+对主根的抑制。WRKY46与NUDX9和IAA结合基因(GH3.1GH3.6UGT75D1UGT84B2)启动子直接结合,抑制其转录,从而正调节游离IAA含量,稳定蛋白N-糖基化,抑制根伸长区(EZ)NH4+外排。

  • 研究发现TF参与调节EZ中的NH4+外排,表明WRKY46通过负调节NUDX9和IAA结合基因来抑制NH4+外排

 

离子/分子流实验处理

在含有0、30 mM NH4Cl、30 mM NH4Cl+5 nM IAA、30 mM NH4Cl+1.5 μM L-Kyn培养基上生长12 h

 

离子/分子流实验结果

      先前的研究表明,EZ处NH4+流速增加是NH4+胁迫下主根(PR)生长抑制的关键特征之一。由于WRKY46主要在EZ中表达并正调节EZ的生长,本研究想知道 WRKY46在高NH4+下促进PR的生长是否与NH4+流速调节有关。因此,检测了Col、wrky46和WRKY46ox在分生区(MZ)和EZ的NH4+净流速。在高NH4+条件下,三个基因型的MZ和EZ的NH4+外排均增加,wrky46的MZ增加率(120.6%)略高,而WRKY46ox的增加率(73.5%)低于Col(100.5%)(图1a, c)。Col的EZ中NH4+的净外排速率为166.608 pmol cm-2s-1,而在wrky46中增强到280.895 pmol cm-2s-1,但在WRKY46ox中被抑制到86.170 pmol cm-2s-1(图1b, c),表明WRKY46确实负向调节EZ的NH4+流速

 

图1.WRKY46负调控根中NH4+的流速,特别是在伸长正值代表NH4+外排,负值代表NH4+吸收

 

 

      为了检验WRKY46是否通过NUDX9依赖的N-糖基化调节NH4+外排,研究测定了nudx9wrky46/nudx9、WRKY46ox/nudx9和Col的根系NH4+流速。在高NH4+条件下,nudx9 MZ的NH4+外排速率为78.071 pmol cm-2s-1,显著低于Col(154.205 pmol cm-2s-1),但在WRKY46ox/nudx9中下降到60.335pmol cm-2s-1,在wrky46/nudx9双突变体中上升到118.509 pmol cm-2s-1(图2a,b)。在高NH4+条件下,nudx9突变体EZ的NH4+外排速率为Col的44.3%,wrky46/nudx9的NH4+外排速率增加,而WRKY46ox/nudx9的NH4+外排速率降低到Col的34.9%(图2d)。结合前期vtc1-1突变体NH4+外排增加的报道,本数据证实了蛋白N-糖基化对根系NH4+外排的正向调控作用

 

 图2. WRKY46在一个NUDX9依赖的途径中调节NH4+流速正值代表NH4+外排,负值代表NH4+吸收

 

 

为了进一步研究IAA与WRKY46调控NH4+流速的关系,研究测定了在施加外源IAA(5 nM)的高NH4+培养基条件下的NH4+流速。当在高NH4+培养基中加入低剂量IAA时,NH4+流速下降到Col 和wrky46 MZ类似水平(图3a, b)。同样,加入低剂量的IAA后,在高NH4+培养基上生长的Col和wrky46的EZ中NH4+的外排也减少(图3c, d)。IAA在wrky46中的作用更为明显(图3b, d),表明IAA依赖的途径也参与了WRKY46对NH4+流速的调控。

为了进一步确定IAA对NH4+流速的作用,作者直接测定了gh3.6(游离IAA升高突变体)和UGT75D1ox(游离IAA降低突变体)的NH4+流速。在高NH4+处理后,gh3.6 EZ的NH4+外排速率比Col低,但UGT75D1ox的NH4+外排速率则更高(图3c, d)。与Col相比,在高NH4+条件下,gh3.6 MZ的NH4+外排被抑制,但在UGT75D1ox中被促进(图3a, b)。同时,当在培养基中加入外源IAA时,UGT75D1ox的MZ和EZ中的NH4+外排速率减少到与Col相似水平。数据表明,IAA主要抑制根系EZ中的NH4+外排,WRKY46通过调节IAA的积累参与这一过程。

 

图3.WRKY46参与调控高NH4+胁迫下根系伸长区NH4+流速正值代表NH4+外排,负值代表NH4+吸收

 

 

      为了进一步研究IAA在NH4+外排中与N-糖基化有关的作用,研究检测了vtc1-1在高NH4+加IAA下的NH4+流速,以及nudx9在高NH4+加L-Kyn(一种IAA生物合成抑制剂)下的NH4+流速。与以前的报道一致,在高NH4+处理下,vtc1-1的MZ和EZ的NH4+外排速率比Col的增加更多(图3, 4 b-d)。然而,与生长在高NH4+培养基上的植物相比,在高NH4+培养基中施加外源IAA时,Col和vtc1-1的MZ和EZ中的NH4+外排速率减少,表明VTC1依赖的NH4+外排部分依赖于游离IAA含量(图3, 4 b-d)。相比之下,外源L-Kyn增加了MZ和EZ的NH4+流速(图4b-d)。这些结果表明,N-糖基化依赖的NH4+流速部分取决于根IAA含量

 

图4.蛋白质N-糖基化和NH4+流速部分依赖IAA含量正值代表NH4+外排,负值代表NH4+吸收

 

 

其他实验结果

  • pWRKY46::GUS表达显示,高NH4+诱导根中,尤其是根尖部位WRKY46上调。敲除及过表达株系表型分析表明,WRKY46主要在根EZ部位发挥功能,并正调控高NH4+条件下的主根生长。

  • qRT-PCR 结果表明VTC1不是WRKY46的下游靶基因

  • 通过ChIP-qPCR、Y1H及LUC活性检测发现,WRKY46直接与NUDX9启动子结合并负调控该基因的转录。

  • MZ和EZ的长度测量显示Col、wrky46、WRKY46oxnudx9wrky46/nudx9、WRKY46ox/nudx9在高NH4+条件下MZ长度与各自的亲本相比没有显著差异;而EZ长度存在显著差异

  • WRKY46调控根部蛋白N-糖基化水平。

  • NUDX9作用于WRKY46下游并参与WRKY46依赖的高NH4+响应,但该过程还包含其他下游靶基因的参与。

  • 外源IAA部分恢复高NH4+诱导的主根生长抑制。

  • 编码IAA结合蛋白的基因的转录参与了高NH4+条件下主根生长调控。

  • WRKY46直接与IAA结合基因(GH3.1GH3.6UGT75D1UGT84B2)的启动子结合并抑制它们的转录。

  • WRKY46通过促进IAA代谢而非抑制IAA合成降低游离IAA含量。

  • 蛋白N-糖基化是在高NH4+条件下维持游离IAA的必要条件。

 

 

结论

      研究提出WRKY46对蛋白质N-糖基化和游离IAA的调节可能作为NH4+胁迫下的一种保护机制。高NH4+诱导WRKY46的表达,WRKY46的积累对NUDX9和IAA结合基因的转录有负调节作用。因此,在根部发生了更多的蛋白质N-糖基化,更高的游离IAA和NH4+外排降低(图5)。然而,当NH4+胁迫变弱或消失时,游离IAA的积累会负调节WRKY46的表达,正调节IAA结合基因的表达,使根部的IAA含量维持在很低的范围内。而且,WRKY46在高NH4+下作为生长素稳定剂发挥作用,有助于维持根系相对稳定的游离IAA水平。本研究结果为蛋白质N-糖基化、游离IAA和NH4+外排如何共同调节NH4+胁迫提供了新的见解。总之,WRKY46可能是开发高NH4+耐受性作物品种的宝贵遗传资源,深入了解高NH4+条件下蛋白质N-糖基化、游离IAA和NH4+外排的相互作用为提高植物对NH4+的耐性提供了新的线索

 

图5.WRKY46在高NH4+胁迫下的工作模型

 

测试液

0.2 mM NH4Cl, 0.1 mM CaCl2, pH 5.7

 

NMT实验标准化方案

·植物营养研究NMT标准化方案

 

NMT仪器信息

·活体培养环境监测仪

·智能自动化非损伤微测系统

 

 

 

原文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17554

 

关键词:铵毒;根生长抑制;WRKY46;排NH4+;游离IAA;蛋白N-糖基化;植物类

 

 

 

 

 

 

中科院东北地理所、大连民大:NMT发现耐盐系苜蓿愈伤组织排Na+更强 为海水灌溉育种研究提供新手段

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发现耐盐系苜蓿愈伤组织排Na+更强 为海水灌溉育种研究提供新手段

期刊:Pakistan Journal of Botany

研究使用平台:NMT植物耐盐创新平台

标题:Identification of Short-Term Na+ Secretion In Salt Tolerant Cell Line From Alfalfa Callus Cultures Selected On Half-Natural Seawater Medium

者:中科院东北地理与农业生态研究所魏红旭、大连民族大学郭鹏

 

检测离子/分子指标

Na+

 

检测样品

紫花苜蓿根,距根尖500 μm

 

中文摘要(谷歌机翻)

     海水灌溉对沿海农业发展至关重要,但愈伤组织培养植物株系耐盐响应海水的关键机制仍不清楚。本研究以紫花苜蓿(Medicago sativa)的下胚轴愈伤组织为研究对象。将Gongnong 2号培养成M0亲本,10代后,在半天然海水中筛选EMS诱导的耐盐系Ms1(采自大连市泊石湾)。比较了M0和Ms1再生苗对50%、30%、10%和0%(对照)海水比例的耐盐性差异。不同愈伤组织培养系和海水处理的因素对地上部分高(长)和Na+积累、气孔导度(SC)、叶片叶绿素含量没有交互作用。对于这两个株系而言,对照和10%的海水处理下根长、地上部生物量和气孔密度(SD)都较大,而MDA和脯氨酸含量较少。与M0株系相比,Ms1株系的耐盐性相对较高,主要是干物质对根系的分配较少,SD和SC下降,控制了地上部Na+的积累,但叶绿素含量和膜保护能力增强。通过非损伤微测技术(NMT)获得的结果表明,在前1.5分钟内,Ms1株系根中的净Na+流速显示出最高的速率和显著的外排模式,而 M0株系中出现了一些Na+内流。综上所述,通过筛选耐盐愈伤组织,海水灌溉在沿海紫花苜蓿生长发育中具有一定的应用潜力。根系Na+外排是决定其耐海水盐度的一个重要参数。

 

离子/分子流实验处理

在250 mM NaCl(半天然海水的浓度)处理16 d。

 

离子/分子流实验结果

      从海水处理开始,Ms1株系的净Na+流速显示比Ms0系高(图1A)。Ms1株系所有净Na+流速均为正值,表明离子外排。测量M0株系的净Na+流速在前30 s为正值,此后净Na+流速负值出现的频率增加,直至80 s结束。这表明Na+流入M0株系根部是新月形的。框中的点表示Ms1株系的第一百分位值与M0株系的第三百分位值具有可比性(图1B)。计算出Ms1株系和M0株系的平均Na+流速分别为826.83±186.71和261.68±152.18 pmol cm-2s-1

 

图1. 愈伤组织培养株系净Na+流速。正值代表Na+外排

 

测试液

0.5 mM KCl, 0.1 mM NaCl, 0.1 mM CaCl2, pH6.0

 

NMT实验标准化方案

·盐胁迫研究NMT标准化方案

 

NMT仪器信息

·活体培养环境监测仪

·智能自动化非损伤微测系统

 

 

 

原文链接:https://www.researchgate.net/publication/324981094_Identification_of_short-term_Na_secretion_in_salt_tolerant_cell_line_from_alfalfa_callus_cultures_selected_on_half-natural_seawater_medium

 

关键词:基因型选择;细胞培养系筛选;盐敏感;海洋资源;盐渍土植物类