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Plants:NMT发现干旱下寸草叶肉吸收K+/Cl-/Na+速率增加证明其通过提升渗透调节力抵御干旱

作者:旭月(北京)科技有限公司 2021-08-27T10:24 (访问量:3308)


基本信息

主题:NMT发现干旱下寸草叶肉吸收K+/Cl-/Na+速率增加证明其通过提升渗透调节力抵御干旱

期刊:Plants

影响因子:2.762(2020年)

研究使用平台NMT干旱胁迫创新平台

标题:Antioxidant Enzymatic Activity and Osmotic Adjustment as Components of the Drought Tolerance Mechanism in Carex duriuscula

者:Sergey Shabala(塔斯马尼亚大学)、陈立平(北京市农林科学院)、侯佩臣(北京市农林科学院、塔斯马尼亚大学)、Feifei Wang(扬州大学)、罗斌(北京市农林科学院)


检测离子/分子指标

K+、Cl-、Na+


检测样品

寸草根分生区(距根尖100 μm根表上的点)



中文摘要(谷歌机翻)


干旱胁迫是植物生长的一个主要环境制约因素。气候变化导致的环境温度升高导致降雨量减少或分布不均,会加剧土壤干旱程度。寸草(Carex duriuscula)是一种典型的耐旱莎草,但很少有报道研究其耐旱机制。本研究通过测定寸草叶片和根系组织的抗氧化酶活性,评价有机和无机渗透调节物质在植物渗透调节中的作用,并将其与根系离子吸收方式联系起来,了解寸草的干旱响应机制。采用2个水平的胁迫:轻度(MD)和重度(SD)干旱处理,随后复水。干旱胁迫导致叶片相对含水量和叶绿素含量降低;同时,叶片和根系中过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2-)的含量增加。MD胁迫下,叶片过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性增加,而根中只有CAT和POD活性增加SD胁迫导致根和叶的CAT、POD、超氧化物歧化酶(SOD)、GPX活性均升高。叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量也增加。在MD和SD两种胁迫条件下,寸草增加了根系对K+、Na+和Cl-的吸收,导致叶片和根系中K+、Na+和Cl-浓度升高。这种对无机渗透剂的依赖使寸草的渗透调节具有成本效益。总体而言,这项研究表明,由于其 ROS 清除系统和渗透调节机制的有效运行,寸草能够在干旱环境中生存



离子/分子流实验处理


40 mM(MD)或70 mM甘露醇实时处理


离子/分子流实验结果

为了解释干旱胁迫引起的组织离子浓度变化的机制,研究检测了高渗胁迫下根部Na+、K+和Cl-吸收转运情况。通过向培养皿中加入适量的甘露醇(最终浓度分别为40和70 mM)来模拟MD和SD条件。如图1所示,甘露醇处理导致所有检测的离子吸收迅速增加(在几分钟内),并在40~45 min内达到稳定。这种增加是剂量依赖性的(例如,更高浓度的甘露醇会产生更高的刺激)


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