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安徽农大宛晓春:NMT为茶树ROS清除能力及氢泵活性强促叶肉保钾提升耐旱力的机制提供

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[成果与文献分享]

安徽农大宛晓春:NMT为茶树ROS清除能力及氢泵活性强促叶肉保钾提升耐旱力的机制提供

 楼主| xuyue_2017 发表于 2020-12-24 09:28  
查看: 32635|回复: 0|
NMT作为生命科学底层核心技术,是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年,NMT已扎根中国15年。2020年,中国NMT销往瑞士苏黎世大学,正式打开欧洲市场。



基本信息
主题:NMT为茶树ROS清除能力及氢泵活性强促叶肉保钾提升耐旱力的机制提供直接证据
期刊:Journal of Plant Nutrition and Soil Science
影响因子:2.083
研究使用平台:NMT水旱胁迫创新科研平台
标题:Higher ROS scavenging ability and plasma membrane H+-ATPase activity are associated with potassium retention in drought tolerant tea plants
作者:安徽农大宛晓春、张显晨

检测离子/分子指标
K+

检测样品
茶树叶肉组织


中文摘要(谷歌机翻)

干旱是导致茶叶产量和质量下降的主要限制因素之一。我们以前的研究表明,K+保留是缓解症状的关键因素。干旱对茶树造成的损害,但是,基本机制仍然 不清楚。在本研究中,耐旱茶树(品种:Zhongcha108)表现出较高的与质膜(PM)H+-ATPase活性和较低的负膜电位相比与对干旱敏感的茶树(品种:Ruanzhiwulong)。除了优质的叶肉K+保持能力和较高的PM H+-ATPase活性,耐旱茶树表现出较低的积累的活性氧(ROS)比敏感的一种。而且,外生的 供应Na3VO4(质膜H+-ATPase抑制剂)和H2O2(模拟质外体的H2O2)导致干旱敏感茶树的叶肉中的K+流出量显着增加 比未经治疗的综上所述,更高的ROS清除能力和质膜 H+-ATPase活性是导致干旱中较高的K+保持力的主要因素耐茶树。



离子/分子流实验处理方法

1年生、高20-25 cm的茶树植株用10%PEG处理7 d


离子/分子流实验结果

图1A显示了干旱胁迫下,在两个不同品种的茶树叶肉组织中K+外排的动态变化。在Zhongcha108和Ruanzhiwulong中,干旱诱导的K+外排速率最高分别达到262和926 pmol cm-2s-1。Zhongcha108在干旱胁迫下的平均K+外排速率为233 pmol cm-2s-1,明显低于Ruanzhiwulong 65%(图1B)。
图1. 干旱胁迫对两个茶树品种叶肉净K+外排影响
为了进一步研究ROS稳态和质膜H+-ATPase活性对叶肉细胞中K+保留的作用,进行了药理学研究。对植物施用H2O2(以模拟质外体的H2O2)导致叶片叶肉中的K+大量外排。此外,充足的Na3VO4供应刺激了K+外排,平均净K+流速与对照处理组相比显著提高了49%(图2)。
图2. H2O2和Na3VO4对Ruanzhiwulong叶肉组织K+外排的影响


其他实验结果

  • 干旱胁迫下,Zhongcha108的净光合速率、相对含水量高于Ruanzhiwulong。
  • 与对照相比,Ruanzhiwulong叶片的K+含量显著低于Zhongcha108。
  • 在干旱胁迫下,Zhongcha108保持的负膜电位高于Ruanzhiwulong,Ruanzhiwulong的质膜H+-ATPase活性明显低于Zhongcha108。
  • 与Ruanzhiwulong品种相比,Zhongcha108中质膜H+-ATPase活性水平的一致性导致PMA763和PMA410的表达水平显着增加至三倍和六倍。与PMA763和PMA410相比,干旱胁迫后两个品种中PMA991的表达水平没有显着差异。
  • 对照条件下,两个茶叶品种的H2O2含量无显著差异,而干旱胁迫后,Ruanzhiwulong比Zhongcha108显著升高63%。DAB染色结果与上述结果一致。

结论

较高的ROS清除能力和质膜H+-ATPase活性,是干旱胁迫下干旱耐受型茶树的叶肉保K+能力高于干旱敏感型茶树的主要原因。

测试液

0.1 mM CaCl2, 0.5 mM KCl, pH 5.7

关键词:干旱胁迫;K+;质膜H+-ATPase;ROS;茶树
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