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主题: 液泡检测-NMT应用成果

液泡检测-NMT应用成果 2016-05-27 18:38 #1274

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液泡检测



Plant Cell :液泡NH4+流速变化影响根毛发育的新机制

(文献编号:C2014-006


NH4+是植物营养和信号调节的一种重要物质,同时过量的NH4+也会对植物产生毒性。NH4+作为一种重要的信号调节物质在植物细胞层面上是如何发挥其调节作用的,目前的研究还不明确。


该研究以拟南芥根毛细胞和液泡为材料,利用非损伤微测技术(NMT)检测了根毛尖端的Ca2+和液泡的NH4+的流速,发现根毛在正常的生长发育过程中尖端的Ca2+浓度呈梯度分布的稳态,是受到胞内NH4+的调控的。当环境中的NH4+浓度过高时,会破坏正常的Ca2+浓度梯度的分布。为了维持根毛的正常生长,当NH4+浓度升高时,位于液泡膜的胞内钙浓度蛋白激酶([Ca2+]cyt-associated protein kinase, CAP)即会将多余的NH4+区隔化到液泡内,以维持根毛正常生长所需的Ca2+浓度梯度。当CAP1被敲除后,根毛在正常培养基(MS)中无法生长,而生长环境中如果减少NH4+的浓度(MS-NH4+)时,根毛又恢复正常的极性生长状态。


研究同时结合膜片钳技术和分子生物学等技术,证明了根毛正常生长的稳态受到NH4+的调节,而CrRlk1L家族的CAP1参与了维持根毛正常发育所需的胞内NH4+浓度的调节,这是一种全新的调节模式。非损伤微测技术(NMT)为文章证明该结论提供了直接的证据。



图注:左图为cap1-1突变体拟南芥根毛尖端Ca2+流速;右图为CAP1调控胞内NH4+稳态的模式图。正值表示外排,负值表示吸收。




PLoS ONE :拟南芥抗盐过程中需要不饱和脂肪酸FAD2

(文献编号:C2012-005


细胞膜上高水平的不饱和脂肪酸是植物细胞的重要特征,不饱和脂肪酸在植物响应非生物胁迫中有重要作用。然而,它们在植物抗盐中的确切功能还不知道。


2012年初,中科院上海生科院的张洪霞研究员和北京林业大学的陈少良教授合作,通过荧光技术、非损伤微测技术等研究了拟南芥的抗盐机理,发现不饱和脂肪酸FAD2在拟南芥抗盐中具有重要作用。从拟南芥WT(Col-0)和突变体(fad2)中分离得到液泡和质膜的囊泡,检验了脂肪酸的成分和Na+/H+交换体的活性。通过CoroNa-Green染色和盐忍耐分析发现,与Col-0相比fad2突变体液泡和质膜的多聚不饱和性更低,Na+/H+交换体的活性下降,fad2根细胞质中积累了更多的Na+,以及使用非损伤微测技术测定了活体拟南芥根部的Na+流速,发现fad2突变体的Na+外流减小,并且对盐胁迫更敏感。


这些研究从脂肪酸的去饱和角度发现了脂肪酸与植物抗盐性的关系,即FAD2调节液泡和质膜脂肪酸的去饱性是膜上Na+/H+交换体行使正常功能(排Na+和区隔化)的必须条件,fad2对盐胁迫超敏感,突变体对盐的超敏感通过减少液泡和质膜的Na+/H+反向转运体活性和增加胞质Na+的积累而引起。



图注:Col-0, fad2 andfad2/FAD2在100mMNaCl处理72小时前后液泡中Na+的积累和根部对Na+排出速率的大小。
最后修改: 2016-07-22 13:36 由 Magee.
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液泡检测-NMT应用成果 2016-05-31 14:49 #1292

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Plant Physiology and Biochemistry :H2S通过调节胡杨细胞膜和液泡膜的Cd2+转运来缓解Cd2+毒害

(文献编号:C2013-005


Cd2+是对植物有毒害的主要重金属之一,强烈抑制植物的生长和发育。Cd2+通过ZIP转运体的NSCC进入细胞积累,引起ROS爆发和抑制电子传递链,以及抗氧化系统,导致膜的损伤和酶失活。

H2S作为一个新的信号分子参与了植物的生长和对非生物胁迫的反应。然而,H2S在Cd2+去毒害中作用还不知道。在这个研究中,使用荧光成像技术和非损伤微测技术研究了H2S对Cd2+毒害的影响。H2S供体(NaHS)进行前处理,显著地缓解了Cd2+诱导的胡杨细胞的程序性细胞死亡。NaHS缓解效应的剂量是50-100μM,低到25μM,高到200μM都有作用。

在Cd2+胁迫下用NaHS处理的细胞中抗坏血酸过氧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶都显著增加,导致H2O2积累和脂质过氧化下降。而且,NaHS减少了胞质中Cd2+的积累,但是液泡中的Cd2+有少量增加。Cd2+流速图谱揭示了H2S抑制了通过质膜Ca2+通道的Cd2+内流,但是能够被H2O2激活。NaHS促进了液泡的Cd2+内流,依赖于通过液泡的pH梯度。总之,这些结果说明了H2S通过提高抗氧化系统和细胞Cd2+的平衡来缓解Cd2+毒害。通过H2S上调的抗氧化酶被H2O2所减少,因此通过H2O2激活的PM Ca2+通道减少了Cd2+内流。H2S刺激液泡Cd2+的区隔化可能是激活了液泡Cd2+/H2+反向转运系统。


图注:H2O2,PM-钙离子通道抑制剂和pH值对胡杨细胞质膜和液泡膜的Cd2+的流速的影响。正值为外流,负值为内流。

最后修改: 2016-05-31 14:50 由 工程师7#.
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液泡检测-NMT应用成果 2016-05-31 14:51 #1293

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其他液泡检测相关参考文献


1)NaCl-elicited, vacuolar Ca2+ release facilitates prolonged cytosolic Ca2+ signaling in the salt response of Populus euphratica cells(Cell CalciumC2015-009


2)Hydrogen sulfide alleviates cadmium toxicity through regulations of cadmium transport across the plasma and vacuolar membranes in Populus euphratica cells(Plant Physiology and Biochemistry C2013-005


3)Modified noninvasive microtest electrophysiological technology for vacuolar H+ flux detection (Analytical Biochemistry C2011-007
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液泡检测-NMT应用成果 2016-07-19 11:13 #1606

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