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4月8日，某研究所将NMT技术应用于钙信号研究，测试样品为小麦，测试指标为Ca2+，在旭月研究院完成实验。| 5月9号，某研究院将NMT技术应用于逆境生理领域，测试样品为黄瓜幼苗，测试指标为NO3-、NH4+，在旭月研究院完成实验。| 6月2号，某研究院将NMT技术应用于逆境胁迫领域，测试样品为棉花苗，测试指标为Ca2+、H+、K+、Na+、IAA，在旭月研究院完成实验。| 6月5号，某研究院将NMT技术应用于植物逆境领域，测试样品为苜蓿，测试指标为K+，在旭月研究院完成实验。| 6月9号，某研究所将NMT技术应用于水稻逆境领域，测试样品为水稻，测试指标为Na+、Ca2+，在中国科学院植物研究所完成实验。| 6月11号，某研究院将NMT技术应用于植物抗逆领域，测试样品为酵母细胞，测试指标为IAA，在旭月研究院完成实验。| 6月16号，某高校将NMT技术应用于昆虫研究，测试样品为昆虫，测试指标为Ca2+、K+，在旭月研究院完成实验。| 6月19号，某研究院将NMT技术应用于植物抗逆领域，测试样品为拟南芥，测试指标为Ca2+，在旭月研究院完成实验。|

IJMS北林陈少良：NMT发现胡杨磷脂酶Dα促盐胁迫下植物根排Na+保K+ 为探究PePLDδ促耐盐机制提供关键证据

 

基本信息

主题：NMT发现胡杨磷脂酶Dα促盐胁迫下植物根排Na+保K+ 为探究PePLDδ促耐盐机制提供关键证据

期刊：international journal of molecular sciences

影响因子：6.208

研究使用平台：NMT盐碱胁迫创新平台

标题：Populus euphratica Phospholipase Dδ Increases Salt Tolerance by Regulating K+/Na+ and ROS Homeostasis in Arabidopsis

作者：北京林业大学陈少良，张莹，尧俊

 

检测离子/分子指标

Na+，H+，K+

 

检测样品

转基因拟南芥根部

 

中文摘要

磷脂酶Dα (PLDα)产生信号分子磷脂酸(PA)，已被证明在植物适应盐环境中发挥关键作用。然而，磷脂酶Dδ (PLDδ)是否能介导高等植物的盐反应尚不清楚。从耐盐胡杨(Populus euphratica)中分离出PePLDδ，转入拟南芥(Arabidopsis thaliana)中验证转基因植物的耐盐性。NaCl处理(130 mM)降低了野生型(WT)拟南芥、载体对照(VC)和PePLDδ过表达株系的根系生长和全株鲜重，但在转基因植株中观察到的影响不太明显。在盐处理下，转PePLDδ的拟南芥表现出比WT和VC更低的电解质泄漏、丙二醛含量和H2O2水平，这是由于抗氧化酶被激活，编码超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶和过氧化物酶的基因转录本上调。此外，PePLDδ过表达的植物增加了编码质膜Na+H+反转运蛋白(AtSOS1)和H+‐ATPase (AtAHA2)基因的转录，这使得转基因植物在盐度下进行Na+挤压并减少K+损失。在过表达PePLDδ的植物中，活性氧(ROS)和K+/Na+稳态的调节能力与特定PA物种的丰度有关。PePLDδ转基因植物在对照和盐渍条件下保持了典型的更高丰度的PA物种，34:2(16:0-18:2), 34:3(16:0-18:3), 36:4(18:2-18:2), 36:5(18:2-18:3)和36:6(18:3-18:3)。值得注意的是，转基因植物中PA 34:2(16:0-18:2)、34:3(16:0-18:3)、36:4(18:2-18:2)和36:5(18:2-18:3)对NaCl的响应显著增加。综上所述，我们推测PePLDδ衍生的PA通过调节ROS和K+/Na+稳态来增强拟南芥的耐盐性。

 

离子/分子流实验处理方法

7日龄拟南芥幼苗130mM NaCl处理12小时

 

离子/分子流实验结果

为了确认PePLDδ转基因植物在盐度条件下是否能够保持Na+挤出，采用非侵入性微测试技术(NMT)记录了根尖中的Na+流动。在NaCl短期暴露(130 mM 12 h)后，所有测试基因型的Na+外流显著增加，并且在PePLDδ转基因植株中发现了更高的通量率。然而，Na+/H+反转运蛋白抑制剂amiloride (AMI)显著降低了WT、VC和PePLDδ过表达植株中盐诱导的Na+外排。H+通量记录表明，NaCl降低了WT和WT中H+的净流入，但盐效应在两个转基因株系中不太明显。NaCl处理增加了所有被试植物根中K+的外流，同时PePLDδ转基因拟南芥，特别是OE7，在NaCl盐度下具有较强的K+保留能力。

 

图1 拟南芥在盐处理下Na、H、K流速，正值代表外排，负值代表吸收。

 

其他实验结果

  • 在130 mM NaCl处理7天后，WT、VC和PePLDδ转基因株系OE6和OE7的根长相比显著缩短。NaCl的限制在WT和VC中比在转基因植物中更为明显。盐胁迫WT和VC的全株鲜重降幅比转基因株系高10-31%。而在无盐条件下，测试品系WT、VC和转基因拟南芥的根系生长和鲜重没有显著差异。
  • 与WT和VC相比，PePLDδ过表达拟南芥在盐处理12 h后的相对电导率降低了12 - 27%，MDA含量也较高。
  • H2DCFDA浓度显示H2O2水平，在所有被测基因型的无盐对照中几乎检测不到。高盐处理后WT和VC的H2O2水平在根细胞中显著升高，略高于转基因株系OE6和OE7。
  • NaCl处理后(130 mM, 7d)， OE6和OE7中的抗氧化酶SOD、POD和APX的总活性增加了约50%，而WT和VC中变化不太明显。在PePLDδ过表达的植株中，AtSOD、AtPOD和AtAPX基因的表达量比WT和VC更高，与酶活性的变化趋势相似。

 

结论

我们认为PePLDδ过表达正调控植物对NaCl的耐盐性。作为信号分子，PePLDδ衍生的PA增加，通过调节K+/Na+和ROS稳态来提高拟南芥的耐盐性。

 

测试液

0.1 mM NaCl, 0.1 mM CaCl2, 0.1 mM MgCl2, 0.5 mM KCl and 2.5% sucrose (pH 5.8)

 

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


文章原文：https://doi.org/10.3390/ijms23094911

 

供稿：张莹

编辑：叶斌，刘兆义

 

关键词：K+；Na+；H+；胡杨；盐胁迫；拟南芥；根；植物类

 

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