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旭月NMT简报---关键词搜索:

北林:NMT发现NO促Pb吸收并诱导Ca2+流紊乱 为NO增强Pb毒性的机制研究提供证据

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NO促Pb吸收并诱导Ca2+流紊乱 为NO增强Pb毒性的机制研究提供证据

期刊:Plants

影响因子:2.632(2019年)

研究使用平台NMT重金属创新平台

标题:Nitric Oxide Enhances Cytotoxicity of Lead by Modulating the Generation of Reactive Oxygen Species and Is Involved in the Regulation of Pb2+ and Ca2+ Fluxes in Tobacco BY-2 Cells

者:北京林业大学荆艳萍、武佳叶、张越

 

检测离子/分子指标

Pb2+、Ca2+

 

检测样品

4日龄BY-2细胞

 

中文摘要(谷歌机翻)

      铅是已知对动植物都有毒害作用的重金属。据报道,一氧化氮(NO)参与植物对不同重金属胁迫的响应。本研究分析了外源和内源NO在铅诱导烟草BY-2细胞毒性中的作用,使用非损伤微测技术(NMT)重点研究了NO在活性氧(ROS)生成以及Pb2+和Ca2+流速中的作用。Pb处理诱导BY-2细胞死亡并迅速产生NO和ROS,而NO爆发发生早于ROS积累。2-4-carboxyphenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide(cPTIO)消除NO导致ROS减少,硝普钠(SNP)补充NO导致ROS积累增加。此外,外源NO的加入刺激了Pb2+的内流,从而促进了细胞对Pb的吸收,加重了Pb对细胞的毒性,而去除内源性NO则产生了相反的作用。此外,研究还发现,外源性和内源性NO均增强Pb诱导的Ca2+外排和钙稳态紊乱。这些结果表明,外源和内源性NO通过促进Pb2+的内流和积累,干扰钙稳态,在Pb胁迫诱导的BY-2细胞死亡中发挥重要的调节作用

 

离子/分子流实验处理

1、250 μM Pb(NO3)2处理BY-2细胞10 h

2、250 μM Pb(NO3)2+0.5 μM SNP处理BY-2细胞10 h

3、250 μM Pb(NO3)2+100 μM cPTIO处理BY-2细胞10 h

4、0.5 μM SNP、100 μM cPTIO实时处理

 

离子/分子流实验结果

      本研究用250 μM Pb (NO3)2处理4日龄烟草BY-2细胞,立即用NMT测定Pb2+流速。250 μM Pb (NO3)2处理后,Pb2+内流速率恒定,平均值为70.40±2.70 pmol cm-2·s-1(图1A)。添加0.5 μM SNP后,Pb2+内流显著增加,达到160.56±32.83 pmol cm-2·s-1,显著增加128.06%。与单独Pb处理相比,100 μM cPTIO处理显著抑制了Pb2+的内流,甚至出现6.75±0.85 pmol cm-2·s-1的Pb2+净外排(图1A, B)。这些结果表明,在短时间内,SNP或cPTIO的存在显著改变了Pb (NO3)2处理下的的Pb2+流速

 

图1. Pb胁迫下施用SNP和cPTIO前后NO对烟草BY-2细胞Pb2+流速的影响。正值代表Pb2+外排,负值代表Pb2+内流

 

      研究还测定了长期不同处理的细胞中Pb2+流速。如图2所示,单独Pb处理10 h时,烟草BY-2细胞内有Pb2+内流,其平均内流速率为34.94±2.98 pmol cm-2·s-1。添加SNP后,Pb2+平均流速显著增加,达到88.98±10.38 pmol cm-2·s-1。SNP存在时Pb2+流速的平均值约为单独Pb处理的2.55倍。然而, cPTIO处理下的细胞Pb2+外排速率最小,平均值为0.37±2.83 pmol cm-2·s-1。上述结果表明,NO增强了Pb2+向细胞内流入

 

图2. 不同处理10 h后NO对烟草BY-2细胞中Pb2+流速的影响正值代表Pb2+外排,负值代表Pb2+内流

 

      钙作为营养和信号分子,在植物的各种生命活动中发挥着重要作用。在这项工作中,NO促进了Pb2+的流入并参与了BY-2悬浮细胞对Pb的吸收。我们进一步检测了NO对Pb诱导的Ca2+流速变化的影响。如图3所示,对照细胞检测到Ca2+流入烟草BY-2细胞,其平均值为13.54±2.78 pmol cm-2·s-1。Pb胁迫下,Ca2+内流受到抑制,由内流转变为外排,平均值为17.88±1.33 pmol cm-2·s-1。0.5 μM SNP处理的烟草BY-2细胞Ca2+外排速率(29.42±4.97 pmol cm-2·s-1)显著高于单独Pb处理的细胞。在100 μM cPTIO存在下,Ca2+的外排速率比单独Pb处理降低了13.18±0.91 pmol cm-2·s-1。然而,这种影响并不显著。这些数据显示NO增强了Pb诱导烟草BY-2细胞钙稳态紊乱。

 

图3. 不同处理10 h后NO对烟草BY-2细胞中Ca2+流速的影响正值代表Ca2+外排,负值代表Ca2+内流

 

结论

      如图4所示,Pb胁迫诱导了Pb2+的内流以及ROS和NO的产生。Pb胁迫诱导的外源和内源NO作用于ROS上游,促进烟草BY-2细胞内ROS的积累和随后的细胞死亡。外源NO和内源NO均能增强烟草BY-2细胞对Pb的毒性,其机制可能与NO能刺激Pb2+内流,从而促进Pb的吸收,加重Pb诱导的BY-2细胞Ca2+稳态失调有关。这些发现会使大家对植物细胞中NO潜在的Pb细胞毒性机制有了更好的认识

 

图4. NO通过调节ROS的产生,促进Pb2+向细胞内流,影响Ca2+稳态,增强Pb的细胞毒性作用示意图 

 

测试液

Pb2+:0.1 mM KCl, 0.05 mM CaCl2, 0.05mM MgCl2, 0.5 mM NaCl, 0.25 mM Pb(NO3)2, 0.3 mM MES, 3% sucrose, pH 5.8

Ca2+:0.1 mM KCl, 0.05 mM CaCl2, 0.05 mM MgCl2, 0.5 mM NaCl, 0.3 mM MES, 3% sucrose, pH 5.8

 

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://doi.org/10.3390/plants8100403

 

关键词:NO;Pb2+;流速;稳态;Ca2+;烟草BY-2细胞

 

 

 

 

 

 

中国林科院张华新、杨秀艳:NMT发现白刺通过维持叶肉排Na+保K+能力及H+泵活性来适应盐胁迫

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

 

 

 

感谢本文通讯作者,中国林科院国家林业和草原局盐碱地研究中心杨秀艳副研究员校稿

 

 

基本信息

主题:NMT发现白刺通过维持叶肉排Na+保K+能力及H+泵活性来适应盐胁迫

期刊:Tree Physiology

影响因子:3.655(2020年)

研究使用平台NMT植物耐盐创新平台

标题:Tissue tolerance mechanisms conferring salinity tolerance in a halophytic perennial species Nitraria sibirica Pall.

者:中国林科院国家林业和草原局盐碱地研究中心张华新、杨秀艳、唐晓倩、张会龙

 

检测离子/分子指标

K+、Na+、H+

 

检测样品

西伯利亚白刺叶肉组织

 

中文摘要(谷歌机翻)

      植物的耐盐性依赖于不同组织和器官的协调运转。组织耐盐性是赋予植物适应盐环境的关键性状之一。这一特性意味着在代谢活跃的细胞中能够维持较低的胞质Na+/K+比值。本研究以多年生木本盐生植物西伯利亚白刺(Nitraria sibirica)为材料,探讨其耐盐性机制。结果表明,100~200 mM NaCl处理刺激了幼苗的生长。离子分布结果表明,叶片起到Na+库的作用,而植物根系具有优越的保K+能力。从土壤中吸收的过量Na+主要转运到地上部分,最终被区隔在叶肉细胞的液泡中。因此,在盐胁迫下西伯利亚白刺能够在组织和细胞水平上特异性保持K+/Na+的最适平衡。为此,西伯利亚白刺叶肉细胞中液泡H+-ATPase和H+-PPase酶活性升高, NsVHANsVP1NsNHX1基因的表达上调。NsVHANsVP1NsNHX1介导的叶肉液泡Na+区隔化降低了细胞质中Na+浓度,抑制了K+的流失。同时,西伯利亚白刺在转录水平上调TPK的表达,促进K+从液泡向细胞质转移,有助于维持细胞质中K+稳态。综上表明,西伯利亚白刺的液泡Na+区隔化和细胞内K+稳态等组织耐受特性对西伯利亚白刺适应土壤盐渍化具有重要作用

 

离子/分子流实验处理

0、200和400 mM NaCl处理24 h

 

离子/分子流实验结果

      采用非损伤微测技术(NMT)检测了西伯利亚白刺叶肉细胞Na+、K+和H+的稳定流速。盐胁迫诱导叶肉Na+和K+净外排速率呈剂量依赖性增加(图1A-D)。同时,盐处理导致H+净外排速率呈剂量依赖性增加(图1E, F),可作为PM H+-ATPase活性的一个体现

 

图1. 西伯利亚白刺幼苗叶片叶肉细胞内Na+、K+和H+的净流速。正值代表Na+、K+和H+外排,负值代表Na+、K+和H+吸收。

 

其他实验结果

  • NaCl浓度在100~200 mM时对西伯利亚白刺幼苗的生长有刺激作用,超过300 mM时则产生抑制作用

  • NaCl处理后西伯利亚白刺幼苗叶片、茎和根中的Na+含量以剂量依赖性方式增加;随着NaCl浓度的增加,叶中K+含量下降,但根中K+含量有所增加;随着胁迫严重程度和时间的增加,幼苗3个组织的K+/Na+比值均有所下降。各处理下,根部的K+/Na+比最高,叶片最低

  • 盐处理诱导了叶肉细胞Na+积累

  • NaCl胁迫显著提高了液泡膜H+-ATPase和H+-PPase的活性,且活性呈时间依赖性增加。各时间点PM H+-ATPase活性均低于液泡膜H+-ATPase活性

  • 采用RT-qPCR测定了6个参与Na+和K+运输的基因表达。盐胁迫显著增加了大部分目标基因的表达,在400 mM NaCl胁迫1 d后或200 mM NaCl胁迫14 d后,检测到的基因表达量最高,表明它们可能参与了液泡Na+区隔化和K+保留的过程。

 

结论

      本研究表明,西伯利亚白刺的耐盐性主要表现在液泡Na+区隔化和细胞质K+稳态未来的研究应侧重于其他细胞器(如内质网)作为细胞内Na+储存的潜在储存体的作用。同时,液泡含有水解酶、磷酸酶和磷酸酯酶等多种酶类,因而与泛素化等蛋白质修饰过程相联系。在液泡液中Na含量较高的情况下,液泡中的酶如何发挥作用还有待回答。

 

测试液

0.1 mM KCl, 0.1 mM NaCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 5.7

 

仪器采购信息

据中关村NMT产业联盟了解,北京地区的中国林科院于2009年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。

 

 

 

原文链接:https://doi.org/10.1093/treephys/tpaa174

 

关键词:K+/Na+稳态;Na+储存;盐胁迫;组织特异性离子分布

 

 

 

 

 

 

【成果回顾】MP西农:NMT发现Ca2+流在H2S调控ABA信号通路研究中充当关键生理证据

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Ca2+流在H2S调控ABA信号通路研究中充当关键生理证据

期刊:Molecular Plant

影响因子:10.812(2019年)

研究使用平台NMT水旱胁迫创新平台

标题:Hydrogen Sulfide Positively Regulates Abscisic Acid Signaling through Persulfidation of SnRK2.6 in Guard Cells

者:西北农林科技大学李积胜、陈思思、王晓峰,陕西科技大学贾红磊

 

检测离子/分子指标

Ca2+

 

检测样品

拟南芥保卫细胞

 

中文摘要(谷歌机翻)

      植物激素脱落酸(ABA)在触发气孔关闭和提高植物对干旱胁迫的适应性方面起着关键作用。硫化氢(H2S)是一种气体信号分子,参与ABA依赖性气孔关闭。然而,H2S如何调控ABA信号转导仍不清楚。研究表明,ABA诱导DES1在保卫细胞中催化H2S的产生,而H2S则通过OST1/SnRK2的硫巯基化(persulfidation)来正向调节ABA信号传导。暴露在SnRK2.6表面并靠近激活环的两个半胱氨酸位点(Cys131和Cys137)被硫巯基化,从而促进SnRK2.6的活性以及和ABF2(ABA信号下游的转录因子)的相互作用。当SnRK2.6中的Cys131、Cys137或两者都被丝氨酸取代时,H2S诱导的SnRK2.6活性和SnRK2.6-ABF2相互作用部分(SnRK2.6C131Sand SnRK2.6C137S)或完全(SnRK2.6C131SC137S)组成。在ost1-3突变体中引入SnRK2.6C131SSnRK2.6C137S、或SnRK2.6C131SC137S不能改变突变体的表型,它们对ABA和H2S诱导的气孔关闭和Ca2+内流不敏感,导致失水增加和抗旱能力下降综上所述,本研究揭示了一种新的ABA信号转导的翻译后调控机制,其中H2S硫巯基化SnRK2.6促进ABA信号转导和ABA诱导的气孔关闭。

 

离子/分子流实验处理

5周龄拟南芥幼苗,10 μM ABA/100 μM NaHS实时处理。

 

离子/分子流实验结果

      Ca2+信号是气孔运动的重要调节因子,并在SnRK2.6的下游调节ABA依赖性气孔闭合。因此,本研究分析了保卫细胞的瞬时Ca2+流速。如图1A所示,施加10 μM ABA会引起WT保卫细胞中显著的Ca2+跨膜内流,在ABA处理后20 s到40 s出现Ca2+内流高峰,然后迅速恢复到稳态。在ost1-3保卫细胞中,ABA不会显著影响Ca2+的流速(图1B)。ost1-3/2.6WT完全补充了ABA诱导的ost1-3的Ca2+内流(图1C)。但是,ost1-3/2.6C131Sost1-3/2.6C137Sost1-3/2.6C131SC137S对ABA诱导的Ca2+内流的敏感性降低了(图1D-F)。此外,des1对ABA诱导的Ca2+内流的敏感性也降低了(图1G)。通过计算Ca2+内流速率的平均值发现,WT和ost1-3/2.6WT的值最大,并且在des1ost1-3/2.6C131Sost1-3/2.6C137Sost1-3/2.6C131SC137S中的值依次降低(图1H)。NaHS处理还引起WT保卫细胞的瞬时Ca2+内流(图1I)。NaHS诱导的Ca2+内流峰值比ABA诱导的内流峰值弱,但持续时间更长(图1I-P)。ost1-3ost1-3/2.6C131SC137S对NaHS不敏感(图1J, N, P)。ost1-3/2.6WT补充了NaHS诱导的ost1-3的Ca2+流入(图1K)。ost1-3/2.6C131Sost1-3/2.6C137Sdes1,对NaHS诱导的Ca2+内流的敏感性降低(图1L, M, O)

 

图1. 保卫细胞Ca2+净流速测定负值代表Ca2+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,陕西地区的西北农林科技大学于2019年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统

  • 据中关村NMT产业联盟了解,陕西地区的陕西科技大学于2019年采购了旭月(北京)科技有限公司的非损伤微测系统。

 

 

 

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.01.004

 

关键词:非损伤微测技术;Ca2+流;拟南芥;植物生长发育

 

 

 

 

 

 

Plants:NMT发现干旱下寸草叶肉吸收K+/Cl-/Na+速率增加证明其通过提升渗透调节力抵御干旱

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发现干旱下寸草叶肉吸收K+/Cl-/Na+速率增加证明其通过提升渗透调节力抵御干旱

期刊:Plants

影响因子:2.762(2020年)

研究使用平台NMT干旱胁迫创新平台

标题:Antioxidant Enzymatic Activity and Osmotic Adjustment as Components of the Drought Tolerance Mechanism in Carex duriuscula

者:Sergey Shabala(塔斯马尼亚大学)、陈立平(北京市农林科学院)、侯佩臣(北京市农林科学院、塔斯马尼亚大学)、Feifei Wang(扬州大学)、罗斌(北京市农林科学院)

 

检测离子/分子指标

K+、Cl-、Na+

 

检测样品

寸草根分生区(距根尖100 μm根表上的点)

 

中文摘要(谷歌机翻)

      干旱胁迫是植物生长的一个主要环境制约因素。气候变化导致的环境温度升高导致降雨量减少或分布不均,会加剧土壤干旱程度。寸草(Carex duriuscula)是一种典型的耐旱莎草,但很少有报道研究其耐旱机制。本研究通过测定寸草叶片和根系组织的抗氧化酶活性,评价有机和无机渗透调节物质在植物渗透调节中的作用,并将其与根系离子吸收方式联系起来,了解寸草的干旱响应机制。采用2个水平的胁迫:轻度(MD)和重度(SD)干旱处理,随后复水。干旱胁迫导致叶片相对含水量和叶绿素含量降低;同时,叶片和根系中过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2-)的含量增加。MD胁迫下,叶片过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性增加,而根中只有CAT和POD活性增加SD胁迫导致根和叶的CAT、POD、超氧化物歧化酶(SOD)、GPX活性均升高。叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量也增加。在MD和SD两种胁迫条件下,寸草增加了根系对K+、Na+和Cl-的吸收,导致叶片和根系中K+、Na+和Cl-浓度升高。这种对无机渗透剂的依赖使寸草的渗透调节具有成本效益。总体而言,这项研究表明,由于其 ROS 清除系统和渗透调节机制的有效运行,寸草能够在干旱环境中生存

 

离子/分子流实验处理

40 mM(MD)或70 mM甘露醇实时处理

 

离子/分子流实验结果

      为了解释干旱胁迫引起的组织离子浓度变化的机制,研究检测了高渗胁迫下根部Na+、K+和Cl-吸收转运情况。通过向培养皿中加入适量的甘露醇(最终浓度分别为40和70 mM)来模拟MD和SD条件。如图1所示,甘露醇处理导致所有检测的离子吸收迅速增加(在几分钟内),并在40~45 min内达到稳定。这种增加是剂量依赖性的(例如,更高浓度的甘露醇会产生更高的刺激)

 

图1. 在(40mM甘露醇)和SD(70 mM甘露醇)渗透胁迫下,检测寸草根分生区的净离子流速。(A)K+流速,(B)Na+流速,(C)Cl-流速负值代表K+、Cl-、Na+吸收。

 

Sergey Shabala课题组NMT成果回顾

·联盟澳洲专家S Shabala:HKT1;5通过调节Na+/K+稳态传递Ca2+信号促植物耐盐

 

·S Shabala、陈仲华:NMT发现盐胁迫下耐盐水稻叶肉细胞排K+排Cl-更低

 

·EEB联盟澳洲专家:NMT发现氢气提高根Na-H转运体活性与保钾能力促大麦耐盐

 

·IJMS联盟澳洲专家:HKT1;5通过调节植物钠钾钙离子稳态响应盐胁迫

 

测试液

0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.1 mM MgCl2, 0.5 mM NaCl, 0.2 mM Na2SO4, 0.3 mM MES, pH 6.0

 

仪器采购信息

  • 据中关村NMT产业联盟了解,江苏地区的扬州大学于2016年采购了旭月(北京)科技有限公司的非损伤微测系统。

  • 据中关村NMT产业联盟了解,北京地区的北京大学、中国农业大学、中国科学院植物研究所等数十家单位采购了旭月(北京)科技有限公司的非损伤微测系统。

 

 

 

 

原文链接:https://doi.org/10.3390/plants10030436

 

关键词:寸草;干旱耐受;ROS;抗氧化酶;离子浓度;渗透调节;能量消耗

 

 

 

 

 

 

PJ福建农林许卫锋:NMT发现G蛋白γ亚基、14-3-3均可促低P下水稻泌H+为两者互作调控质子泵从而促根伸长及吸P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,福建农林大学许飞云博士校稿

 

基本信息

主题:NMT发现G蛋白γ亚基、14-3-3均可促低P下水稻泌H+为两者互作调控质子泵从而促根伸长及吸P提供证据

期刊:The Plant Journal

影响因子:6.141

研究使用平台NMT植物营养创新平台

标题:Rice G protein γ subunit qPE9-1 modulates root elongation for phosphorus uptake by involving 14-3-3 protein OsGF14b and plasma membrane H+-ATPase

者:福建农林大学许卫锋、许飞云、王珂

 

检测离子/分子指标

H+

 

检测样品

水稻根

 

中文摘要(谷歌机翻)

      异源三聚体G蛋白参与植物生长发育,而水稻G蛋白γ亚基qPE9-1响应低磷(LP)的作用机制尚不清楚。在LP条件下,qPE9-1基因在水稻根系中的表达明显受到诱导。携带qPE9-1等位基因的水稻品种比携带qpe9-1等位基因的水稻品种(qPE9-1等位基因的突变体)对LP表现出更高的主根响应。在LP条件下,具有qPE9-1等位基因的转基因水稻比具有qpe9-1等位基因的转基因水稻具有更大的主根长度和P浓度。质膜(PM)H+-ATPaseqPE9-1介导的LP响应非常重要。此外,一种14-3-3蛋白OsGF14b,作为激活PM H+-ATPase促进根系伸长的关键成分,也参与了qPE9-1的介导。另外,OsGF14b在WYJ8(携带qpe9-1等位基因)中过表达部分增加了LP条件下的主根长度。使用R18肽(14-3-3 蛋白抑制剂),qPE9-1通过14-3-3蛋白参与LP条件下主根的伸长和H+外排。在LP条件下,干燥土壤中qPE9-1株系的根鞘(rhizosheath)重量、全P含量和根鞘土壤Olsen-P浓度均高于qpe9-1株系。这些结果表明,水稻中的G蛋白γ亚基qPE9-1通过14-3-3蛋白OsGF14b和PM H+-ATPase来调节根系伸长以吸收磷

 

离子/分子流实验处理

1. 300 μM P(对照)处理7 d
2. 300 μM P +30 μM VAN(钒酸盐,一种PM H+-ATPase抑制剂)处理7 d
3. 300 μM P +2 μM FC(壳梭孢菌素,一种PM H+-ATPase刺激剂)处理7 d
4. 2 μM P(LP)处理7 d
5. 2 μM P+30 μM VAN处理7 d
6. 2 μM P+2 μM FC处理7 d
7. 300 μM P +10μg/mL R18肽处理7 d
8. 2 μM P+10 μg/mL R18肽处理7 d

 

离子/分子流实验结果

      使用VAN和FC研究qPE9-1对PM H+-ATPase的影响。LP条件下,qPE9-1回补系和ZH11的H+外排速率增加;然而,在WYJ8和RNAi株系的H+外排速率没有差异。施加FC导致qPE9-1回补系和WYJ8对H+外排速率的响应相似。在有VAN的LP条件下,qPE9-1回补系与WYJ8或ZH11与RNAi株系的H+外排速率没有显著差异(图1)

 

图1. 水稻在300 μM P、300 μM P +30 μM VAN、2 μM P、2 μM P+30 μM VAN、2 μM P+2 μM FC处理7 d后的H+外排速率正值代表H+外排。

 

      为进一步了解qPE9-1介导的H+外排增加是否与OsGF14b相关,使用了14-3-3蛋白抑制剂R18肽(图2)。在LP条件下,qPE9-1回补系的H+外排速率比对照条件下高。然而,当添加R18时,与正常生长(对照条件)相比,LP 条件下 WYJ8 的H+外排速率没有任何显著差异。在具有R18肽的LP下,qPE9-1回补系和WYJ8之间的H+外排速率没有显著差异(图 2C)。还使用了qPE9-1表达减少的株系。类似地,在具有R18肽的 LP 条件下,ZH11和RNAi株系之间的H+外排速率没有显著差异(图 2D)

 

图2. 水稻在300 μM P 、300 μM P +10 μg/mL R18肽、2 μM P 、2 μM P+10 μg/mL R18肽处理7 d后的H+外排速率正值代表H+外排。

 

许卫锋课题组NMT成果回顾

·Sci Adv福建农林应用NMT发现低浓度ABA促进质子分泌是根系响应水分胁迫和向水性的关键机制

·Nature Commun许卫锋/程锋:质子流在白羽扇豆基因组进化和低磷适应研究上的关键作用 | NMT磷营养创新科研平台

 

其他实验结果

  • 携带qPE9-1等位基因的水稻品种在LP下表现出较高的qPE9-1表达水平和较大的主根长度

  • 在WYJ8中回补qPE9-1会增加LP条件下的主根长度和P浓度

  • 在LP条件下,qPE9-1表达减少会降低主根长度和P浓度

  • qPE9-1与OsGF14b(一种14-3-3蛋白,作为激活PM H+-ATPase促进根伸长的关键成分)相互作用并影响OsGF14b在水稻中的表达

  • qPE9-1是LP条件下干燥土壤中根鞘形成和P积累所必需的。

 

结论

      综上所述,水稻G蛋白γ亚基qPE9-1与14-3-3蛋白OsGF14b相互作用可能是通过提高低磷条件下OsGF14b基因在水稻根系中的表达来实现的。其次,OsGF14b增加水稻中PM H+-ATPase的活性,促进H+外排,这对根系伸长和磷吸收非常重要。这些结果增加了对水稻响应低磷的理解

 

测试液

0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.5 mM NaCl, 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,福建地区的福建农林大学于2015采购了美国扬格公司公司的非损伤微测系统。

 

 

 

 

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15402

 

关键词:G蛋白γ亚基qPE9-1;H+外排;14-3-3蛋白OsGF14b;缺磷;根伸长;水稻