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-自主发布-资讯-生物在线

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

作者:旭月(北京)科技有限公司 2021-08-31T16:01 (访问量:8123)

00%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; font-size: 14px; font-family: 微软雅黑, sans-serif;">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***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。


    关键词:K+/Na+稳态;Na+储存;盐胁迫;组织特异性离子分布
    ,



    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


    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

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