

感謝本文一作,中國農科院作物所關榮霞研究員校稿
基本信息
主題:GmSALT3通過兩種不同機制誘導植物排Na+排Cl-響應鹽脅迫
期刊:Plant Cell and Environment
影響因子:6.362
研究使用平臺:NMT植物耐鹽創新平臺
標題:Soybean CHX-type ion transport protein GmSALT3 confers leaf Na+ exclusion via a root derived mechanism, and Cl- exclusion via a shoot derived process
第一作者:中國農科院作物所關榮霞,阿德萊德大學Yue Qu
通訊作者:中國農科院作物所邱麗娟,阿德萊德大學Stefanie Wege、Matthew Gilliham
檢測離子/分子指標
K+、Na+、Cl-
檢測樣品
爪蟾卵母細胞
中文摘要
大豆(Glycine max)產量受包括土壤鹽漬化在內的多種脅迫影響。GmSALT3(一種陽離子-質子交換蛋白)可通過調節地上部Na+和Cl–外流來提高大豆耐鹽性,然而,定位于ER的GmSALT3如何實現這一功能還不清楚。本研究分別利用異源系統和包含一個全長GmSALT3(NIL-T;耐鹽)、一個截短轉錄本Gmsalt3(NIL-S;鹽敏感)的近等基因系,對GmSALT3的功能進行研究。在異源系統中,GmSALT3能夠恢復大腸桿菌的K+吸收缺陷,促進爪蟾卵母細胞中Na+、K+和Cl–的內流和積累,而Gmsalt3卻沒有以上功能。對NILs的時程分析證實,地上部分Cl–外排與Na+外排截然不同。嫁接實驗表明,地上部分的Na+外排是通過基于根木質部的機制發生的;與此相反,NIL-T植株的莖木質部和韌皮部汁液中的Cl–含量均顯著高于NIL-S植株,表明地上部分Cl–的外排可能基于新的韌皮部的Cl–再循環機制。嫁接于NIL-S砧木上的NIL-T接穗Cl–含量較低,證實了Cl–再循環依賴于地上部分的GmSALT3。總之,這些發現為GmSALT3影響植物耐鹽性提供了新的見解,揭示植物地上部Cl–外排的新機制。
離子/分子流實驗處理
爪蟾卵母細胞在ND96(96 mM NaCl, 1 mM KCl, 1 mM MgCl2, 5 mM HEPES, pH 7.5)中孵育72 h
離子/分子流實驗結果
研究使用非損傷微測技術(MIFE)測定卵母細胞質膜的凈離子流速,結果表明,注射GmSALT3的卵母細胞與注射H2O的卵母細胞相比,Na+、K+和Cl-的外排減少(圖1)。

圖1. 爪蟾卵母細胞質膜的Na+、K+、Cl-吸收速率。正值表示吸收,負值表示外排。
其他實驗結果
結論
綜上所述,本工作對GmSALT3在植物體內和異源系統中的耐鹽機制提供了進一步的認識。研究認為,在NIL-T中,全長GmSALT3通過限制Na+在木質部的裝載介導Na+和Cl-從地上部分排出,而Cl-則通過韌皮部從地上部分重新轉移回根。這是第一次發現一種蛋白質能促進植物韌皮部的Cl-再循環,并使植物具有更好的耐鹽性。本研究的數據還表明,GmSALT3是一個具有運輸能力的內膜定位蛋白,但還不能說明GmSALT3通過不同細胞類型來改變不同轉運過程的確切的細胞機制,這需要進一步研究。利用NIL-T和NIL-S植物進行RNA測序,可能有助于研究GmSALT3是否通過影響轉錄而賦予大豆耐鹽性,以及在鹽脅迫條件下, NIL-T和NIL-S的根部有哪些*的途徑和基因可能發生明顯變化。
測試液
5 mM NaCl, 0.2 mM KCl, 0.2 mM CaCl2, 5 mM HEPES, pH 7.5
關鍵詞:鹽耐受;非生物脅迫;大豆;GmSALT3;CHX;離子轉運體;地上部分外排
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