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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。|

港中大林汉明、福建农林贾琪:NMT​发现阳离子/H+交换体促Na吸收​负调控大豆耐盐


微信原图文

Na+、H+测样服务

 

 

基本信息

主题:NMT发现阳离子/H+交换体Na吸收负调控大豆耐盐

期刊:Physiologia Plantarum

影响因子:4.148

研究使用平台:NMT植物耐盐创新平台

标题:The soybean plasma membrane-localized cation/H+ exchangerGmCHX20a plays a negative role under salt stress

作者:林汉明(香港中文大学),贾琪(香港中文大学、福建农林大学)

 

检测离子/分子指标

Na+

 

检测样品

4日龄BY-2细胞

 

 

中文摘要(谷歌机翻)

 

阳离子/H+交换器(CHX)在植物中具有多种功能,包括成为应对盐胁迫的保护机制的一部分。GmCHX1已被确定为大豆主要耐盐量性状位点(QTL)的致病基因,但对同一QTL中发现的另一个近似基因GmCHX20a知之甚少。在本文中,GmCHX20aGmCHX1进行了研究。这两个基因的表达模式和这两个转运体过表达所引导的Na+流速方向是不同的,说明它们在功能上是不同的。GmCHX20a的异位表达导致盐敏感性和渗透耐受性的增加,这与其在增加Na+吸收到根部的作用一致。虽然这似乎有悖于直觉,但事实上这可能是大豆可以反作用于渗透胁迫的机制的一部分,而渗透胁迫通常表现在盐度胁迫的初始阶段。另一方面,来自耐盐大豆的GmCHX1被证明在盐胁迫下通过Na+外排来保护植物。综上所述,这些结果表明,GmCHX20a和GmCHX1可能通过协同努力互补发挥作用,以应对盐度升高导致的渗透胁迫和离子胁迫

 

 

离子/分子流实验处理

 

100 mM NaCl 实时处理

 

 

离子/分子流实验结果

 

通过非损伤微测技术(NMT)记录了有无NaCl处理的细胞Na+流速。在检测之前,让处理过的细胞平衡2 min。在含有低水平Na+(0.101 mM)的基础培养基中,GmCHX20a转基因BY-2细胞系表现出低水平的Na+内流(图1A, C),而GmCHX1转基因株系、野生型和空载体株系则表现出低水平的Na+外排(图1)。当用100 mM NaCl处理时,在GmCHX1转基因株系中Na+外排显著增强(图1B, C),而野生型和空载体株系保持低水平的Na+外排(图1)。相比之下,GmCHX20a转基因株系表现出低水平的Na+内流(图1A, C)。显然,盐处理增强了GmCHX1的Na+外排,而GmCHX20a维持了Na+的内流水平。这一结果支持了GmCHX20a总体上促进Na+内流,而GmCHX1促进盐胁迫下Na+外排的观点

图1. GmCHX20a和GmCHX1控制Na+向相反方向移动

 

 

 

其他实验结果

  • 盐胁迫诱导了GmCHX20a的表达。

  • GmCHX20a定位在质膜上。

  • GmCHX20a的异位表达增加了BY-2细胞对盐胁迫的敏感性。

  • GmCHX20a的异位表达增加了大豆毛状根和拟南芥的盐敏感性。

  • GmCHX20a的异位表达提高了BY-2细胞的渗透耐受性

 

 

结论

 

       在盐胁迫的早期渗透胁迫阶段,GmCHX20a被诱导促进Na+在根中的积累。同时,为避免抵消GmCHX20a的功能,促进Na+外排的GmCHX1的表达被抑制。Na+的积累是维持蒸腾的“廉价渗透剂”。细胞区室中过量的Na+会通过定位于液泡膜的阳离子转运体的功能被隔离在液泡中,如同之前报道的GmNHX1。随后在离子胁迫阶段,植物需要防止Na+积累造成的伤害,特别是在叶片等敏感组织部位。然后GmCHX20a的表达受到抑制,以防止根中过量积累的Na+可能被转运到叶片中。同时,GmCHX1的表达被恢复,以去除根部多余的Na+,从而阻止高水平的Na+到达地上部分。同源基因GmCHX20a和GmCHX1可能是局部基因复制事件和新功能化的结果,因此为大豆对抗盐诱导损伤提供了互补功能。

 

 

测试液

 

0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 5.6

 

仪器采购信息

 

  • 据中关村NMT产业联盟了解,福建农林大学于2015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,厦门大学于2019年采购了旭月公司的非损伤微测系统

  • 祝贺厦大采购扬格/旭月第七代NMT系统

 

 

文章原文:https://doi.org/10.1111/ppl.13250

 

2019版《NMT论文集》已出版

关键词:大豆;盐胁迫;渗透胁迫;Na+;协同互补