干旱胁迫下植物根Ca²⁺信号检测

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经典案例

Ind Crop Prod海大&广东海大：NMT从Na⁺/K⁺/H⁺/Ca²⁺流角度 为探究石斛CIPK24促耐盐旱机制提供证据

J Exp Bot西北研究院：NMT发现FAD3通过亚麻酸调节Ca²⁺信号增强烟草对多重胁迫的耐受性

 

推荐实验设备

Physiolyzer^® （NMT300-PYZ-XY)

 

实验意义

检测干旱胁迫下的Ca²⁺实时跨膜吸收（内流）速率

 

检测指标

Ca²⁺

 

样品培养及处理

苗龄

苗龄无强制要求。该实验使用苗期样品较多，常见样品苗龄参考：

拟南芥：1~4周

水稻：1~5周

烟草：1~3周

杨树：4~7周

棉花：1~4周

 

培养方式

水培、琼脂培养基、土培、沙培均可，推荐使用水培和琼脂培养，其次是沙培和基质较松散的土培。

 

样品选取

1.植株选取

选取状态良好且外观形态在组内占主流的植株。

2.根选取

1）主根或侧根均可，同一研究需保持一致，即都是主根或都是侧根

2）同一组内，根长、根直径、根颜色尽量一致

3）优先新生根或嫩根

 

检测流程

前处理

1.将样品取出，使用滤纸条和样品固定专用树脂块将样品的一条根，按压固定在培养皿底部。体积较小样品，可整株置于培养皿中；如体积较大，剪取目标根并固定好。

 

样品固定

2.加入测试液浸没根，静置30min，不同规格的培养皿对应加入测试液体积：

35/60/90 mm培养皿，分别对应4/10/40 mL测试液。

 

样品前处理视频

 

检测过程

1.先检测PEG处理前的信号，再瞬时加入1mL PEG处理液母液（5x PEG, 1.0 mM NaCl, 0.1 mM KCl, 0.1mM CaCl₂, 0.2 mM MES, pH5.8）后，检测处理后信号。PEG处理液母液中的PEG浓度，为PEG处理终浓度的5倍。该实验常用PEG终浓度为10~20%。

2.检测位点：根分生区。距离根尖顶点2d的位置，d=根直径。

3.检测时长：PEG处理前5分钟，PEG处理后10-20分钟。

4.重复数：n≥8，即每组检测不少于8条根。如同一株样品有多条根符合检测要求，可在同一株上取不止1条根，一组内使用的植株数不可少于3株。

 

耗材清单

测试液：1.0 mM NaCl, 0.1 mM KCl, 0.1mM CaCl₂, 0.2 mM MES, pH5.8

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检测参数

1.物镜倍数：4倍（根直径≥200μm）；10倍（根直径＜200μm）

2.采样规则：X-30

3.传感器--样品表面距离：5μm

 

参考文献

1.许越.非损伤微测技术—2022[J].NMT通讯,2023(01):3-9.DOI:10.5281/zenodo.8227586.

2.Zhou Y, Liu J, Guo J, et al. GmTDN1 improves wheat yields by inducing dual tolerance to both drought and low-N stress. Plant Biotechnol J. 2022 May 5. doi: 10.1111/pbi.13836.

3.Feng X, Liu W, Qiu C, et al.HvAKT2 and HvHAK1 confer drought tolerance in barley through enhanced leaf mesophyll H⁺ homoeostasis. Plant Biotechnol J. 2020 Aug;18(8):1683-1696. doi: 10.1111/pbi.13332.

4. Xiao Y, Huang X, Shen Y, et al. A novel wheat α-amylase inhibitor gene, TaHPS, significantly improves the salt and drought tolerance of transgenic Arabidopsis. Physiol Plant. 2013 Jun;148(2):273-83. doi: 10.1111/j.1399-3054.2012.01707.x.