S Shabala、陳仲華：葉肉細胞排Cl-排K+速率

時間：2021/9/17閱讀：603

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基本信息

主題：葉肉細胞排Cl^-排K⁺速率可用于預測溫室和大田水稻生殖期的耐鹽能力

期刊：Plant Growth Regulation

標題：Leaf mesophyll K⁺ and Cl^- fluxes and reactive oxygen species production predict rice salt tolerance at reproductive stage in greenhouse and field conditions

作者：Sergey Shabala（塔斯馬尼亞大學）、陳仲華（西悉尼大學）、Miing?Tiem Yong（西悉尼大學、塔斯馬尼亞大學）、Celymar Angela Solis（西悉尼大學、塔斯馬尼亞大學）

檢測離子/分子指標

K⁺、Na⁺、Cl^-

檢測樣品

水稻旗葉葉肉細胞

中文摘要

多數(shù)水稻耐鹽性的研究多是在苗期進行單一試驗。在此，本研究旨在通過溫室試驗和田間試驗的比較研究，了解在水稻生殖期葉肉離子轉(zhuǎn)運和氧化響應在鹽耐受方面的作用。研究采用農(nóng)藝、生理、電生理、分子和細胞成像技術(shù)，比較對照和鹽脅迫下水稻植株的生理反應。鹽分對Koshihikari的影響最為嚴重，其次是Doongara和Reziq。研究發(fā)現(xiàn)葉肉細胞中保K⁺能力和Cl^-外排賦予水稻耐鹽性。生長參數(shù)與凈K⁺流速（r²=0.45~0.60）和凈Cl^-流速（r²=0.47~0.72）呈中等到強的相關(guān)性。同時，葉肉細胞NADPH氧化酶基因OsRBOHD的動態(tài)ROS產(chǎn)生和調(diào)控對水稻生殖期的耐鹽性至關(guān)重要。OsRBOHD表達與離子流速顯著相關(guān)（r²=0.45~0.64）。本研究匯集了溫室和大田條件下水稻生殖階段細胞離子脅迫與耐鹽性氧化應激組分之間的潛在聯(lián)系，將為今后在受控環(huán)境和自然氣候條件下考察作物生殖階段的耐鹽性提供指導。

離子/分子流實驗處理

鹽處理0、14、28、42天，每天施加2 dS m^-1鹽度，直到達到8 dS m^-1。

離子/分子流實驗結(jié)果

葉肉離子流速在三種基因型之間、在兩種實驗條件之間以及在鹽處理的42天內(nèi)顯著不同（圖1）。在大多數(shù)情況下，對照和鹽脅迫樣品的流速差異隨脅迫時間的延長而增大（圖1）。總體而言，在兩個試驗中，3個品種鹽處理后K⁺、Na⁺和Cl^-外排速率均以Koshihikari最大。葉肉凈K⁺外排速率在Koshihikari中顯著升高，尤其是在鹽脅迫42天時，鹽度對外排速率的影響在溫室試驗中更為明顯（圖1a, d）。然而，三個栽培品種之間的Na⁺流速差異很小。鹽處理引起的Na⁺外排僅在Koshihikari上有顯著差異；該品種的Na⁺外排速率高于其他兩個品種，特別是在鹽處理14天時的田間試驗中（圖1b, e）。在兩個試驗中，鹽處理引起的Cl^-外排存在顯著差異；Koshihikari的Cl ^-外排速率最高，Reiziq低（圖1c, f）。

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圖1. 鹽度對3個基因型水稻生殖期葉肉細胞離子流速的影響。數(shù)據(jù)為從溫室（左欄）和田間（右欄）采集的對照和鹽脅迫植物葉肉細胞凈K⁺(a, d)、Na⁺(b, e)和 Cl^-(c, f)流速。負值代表K⁺、Na⁺、 Cl^-外排。

測試液

0.5 mM KCl, 0.1 mM CaCl₂, pH6.0

關(guān)鍵詞：活性氧種類；離子流速；長期鹽脅迫；基因表達；水稻

S Shabala、陳仲華：葉肉細胞排Cl-排K+速率

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