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旭月NMT简报---关键词搜索:

【成果回顾】西北研究院:NMT发现FAD3通过亚麻酸调节Ca2+信号增强烟草对多重胁迫的耐受性

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

 

 

 

 

 

基本信息

主题:NMT发现FAD3通过亚麻酸调节Ca2+信号增强烟草对多重胁迫的耐受性

期刊:Journal of Experimental Botany

影响因子:5.354(2018年)

研究使用平台NMT水旱胁迫创新平台

标题:Integrated regulation triggered by a cryophyte ω-3 desaturase gene confers multiple-stress tolerance in tobacco

者:中科院西北生态环境资源研究院石玉兰

 

检测离子/分子指标

Ca2+

 

检测样品

1周龄WT和转基因烟草根(距根尖300~400 μm根表上的点)

 

中文摘要(谷歌机翻)

      ω-3脂肪酸去饱和酶(FADs)被认为主要通过亚麻酸(C18:3)诱导的膜稳定作用促进植物抗逆性,但缺乏对其在胁迫适应中的作用的综合分析。研究从低温植物高山离子芥Chorispora bungeana)中分离出微粒体ω-3 FAD基因(CbFAD3),并阐明其在胁迫耐受中的功能。表现出与拟南芥AtFAD3高度同一性的CbFAD3被非生物胁迫上调。其功能通过酵母中的异源表达来验证。烟草中CbFAD3的过量表达在叶和根中组成性地增加了C18:3,这保持了膜的流动性,并增强了植物对冷,干旱和盐胁迫的耐受性。值得注意的是,组成型增加的C18:3诱导质膜Ca2+-ATPase的持续活化,从而改变应激诱导的Ca2+信号传导。与C18:3水平正相关的活性氧(ROS)清除系统也在转基因系中被激活。微阵列分析显示过表达CbFAD3的植物增加了应激反应基因的表达,其中大多数受C18:3,Ca2+或ROS的影响。CbFAD3一起通过C18:3诱导的膜,Ca2+,ROS和应激反应基因的整合调节赋予对烟草中多种胁迫的耐受性。这与先前的观察结果形成对比,之前的观察结果仅仅将胁迫耐受性归因于膜稳定

 

离子/分子流实验处理

15% PEG6000和200 mM NaCl实时处理

 

离子/分子流实验结果

      当15%PEG实施胁迫时,烟草根尖Ca2+外排速率瞬时增加,转基因株系的Ca2+外排速率是WT植株的0.9~1.4倍(图1A)。在200 mM NaCl胁迫下,转基因植株也观察到较高的Ca2+外排速率(142.0~156.8%)(图1C),结合[Ca2+]cyt结果说明CbFAD3-过表达植物中PM Ca2+-ATPase的持续激活改变了早期胁迫时诱导的Ca2+信号传递

 

图1. CbFAD3转基因和WT烟草在不同处理下Ca2+流速的动态变化正值代表Ca2+外排,负值代表Ca2+吸收。

 

测试液

0.05 mM CaCl2, 0.1 mM KCl, 0.1 mM MES, pH 6.0

 

仪器采购信息

据中关村NMT产业联盟了解,甘肃地区的兰州大学所于2016年、2019年采购了美国扬格公司的非损伤微测系统。

 

 

 

原文链接:https://doi.org/10.1093/jxb/ery050

 

关键词:ω-3FAD基因;高山离子芥;多重胁迫耐受性;Ca2+信号通路;ROS;胁迫响应基因