S Shabala、陈仲华：叶肉细胞排Cl-排K+速率可用于预测温室和大田水稻生殖期的耐盐能力

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

 

 

 

 

 

 

基本信息

主题：叶肉细胞排Cl^-排K⁺速率可用于预测温室和大田水稻生殖期的耐盐能力

期刊：Plant Growth Regulation

标题：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（塔斯马尼亚大学）、陈仲华（西悉尼大学）、Miing‑Tiem Yong（西悉尼大学、塔斯马尼亚大学）、Celymar Angela Solis（西悉尼大学、塔斯马尼亚大学）

 

检测离子/分子指标

K⁺、Na⁺、Cl^-

 

检测样品

水稻旗叶叶肉细胞

 

中文摘要（谷歌机翻）

      多数水稻耐盐性的研究多是在苗期进行单一试验。在此，本研究旨在通过温室试验和田间试验的比较研究，了解在水稻生殖期叶肉离子转运和氧化响应在盐耐受方面的作用。研究采用农艺、生理、电生理、分子和细胞成像技术，比较对照和盐胁迫下水稻植株的生理反应。盐分对Koshihikari的影响最为严重，其次是Doongara和Reziq。研究发现叶肉细胞中保K⁺能力和Cl^-外排赋予水稻耐盐性。生长参数与净K⁺流速（r²=0.45~0.60）和净Cl^-流速（r²=0.47~0.72）呈中等到强的相关性。同时，叶肉细胞NADPH氧化酶基因OsRBOHD的动态ROS产生和调控对水稻生殖期的耐盐性至关重要。OsRBOHD表达与离子流速显著相关（r²=0.45~0.64）。本研究首次汇集了温室和大田条件下水稻生殖阶段细胞离子胁迫与耐盐性氧化应激组分之间的潜在联系，将为今后在受控环境和自然气候条件下考察作物生殖阶段的耐盐性提供指导。

 

离子/分子流实验处理

盐处理0、14、28、42天，每天施加2 dS m^-1盐度，直到达到8 dS m^-1。

 

离子/分子流实验结果

      叶肉离子流速在三种基因型之间、在两种实验条件之间以及在盐处理的42天内显著不同（图1）。在大多数情况下，对照和盐胁迫样品的流速差异随胁迫时间的延长而增大（图1）。总体而言，在两个试验中，3个品种盐处理后K⁺、Na⁺和Cl^-外排速率均以Koshihikari最大。叶肉净K⁺外排速率在Koshihikari中显著升高，尤其是在盐胁迫42天时，盐度对外排速率的影响在温室试验中更为明显（图1a, d）。然而，三个栽培品种之间的Na⁺流速差异很小。盐处理引起的Na⁺外排仅在Koshihikari上有显著差异；该品种的Na⁺外排速率高于其他两个品种，特别是在盐处理14天时的田间试验中（图1b, e）。在两个试验中，盐处理引起的Cl^-外排存在显著差异；Koshihikari的Cl ^-外排速率最高，Reiziq最低（图1c, f）。

 

图1. 盐度对3个基因型水稻生殖期叶肉细胞离子流速的影响。数据为从温室（左栏）和田间（右栏）采集的对照和盐胁迫植物叶肉细胞净K⁺(a, d)、Na⁺(b, e)和 Cl^-(c, f)流速。负值代表K⁺、Na⁺、 Cl^-外排。

 

测试液

0.5 mM KCl, 0.1 mM CaCl₂, pH6.0

 

NMT标准化方案

·温度胁迫研究NMT标准化方案

 

NMT仪器信息

·据中关村NMT产业联盟了解，佛山科技学院国际膜生物学与环境研究中心于2018年，采购了旭月（北京）科技有限公司的非损伤微测系统。

·活体培养环境监测仪

·智能自动化非损伤微测系统

 

 

 

原文链接：https://doi.org/10.1007/s10725-020-00619-y

 

关键词：活性氧种类；离子流速；长期盐胁迫；基因表达；水稻