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研究揭示南瓜和黃瓜耐鹽性差異的分子機制

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-07-22  來源:中國科學報  瀏覽次數:891
內容摘要:近日,《實驗植物學雜志》在線發表了華中農業大學教授別之龍團隊和澳大利亞塔斯馬尼亞大學教授SergeyShabala團隊合作的研究論文。
 

 

近日,《實驗植物學雜志》在線發表了華中農業大學教授別之龍團隊和澳大利亞塔斯馬尼亞大學教授Sergey Shabala團隊合作的研究論文。該文解析了南瓜耐鹽性強于黃瓜的重要分子生理機制,主要原因在于南瓜根尖RBOHD在鹽脅迫下產生過氧化氫(H2O2)信號,通過質膜H+-ATPase調控鉀吸收,進而影響南瓜根尖細胞活力和耐鹽性,而黃瓜鉀吸收受到的調控則不明顯。

南瓜耐鹽性強于黃瓜,是黃瓜的重要砧木,將黃瓜嫁接到南瓜砧木上能顯著提高耐鹽性。然而,南瓜和黃瓜耐鹽性差異的分子生理機制一直不明確。H2O2作為一種重要的活性氧信號分子,參與許多植物生長發育和抗性調控過程。

凤凰彩票网該研究利用細胞活力染色、非損傷離子選擇性微電極(MIFE)、鉀含量測定、H2O2熒光成像等技術,發現南瓜耐鹽性強于黃瓜,而且南瓜根尖具有較高的鉀吸收速率、鉀含量和H2O2水平。轉錄組研究發現南瓜根尖85%的差異基因顯著上調,黃瓜只有52%的差異基因顯著上調。鹽脅迫下南瓜NADPH氧化酶、14-3-3蛋白、質膜H+-ATPase及鉀轉運相關基因RBOHD、GRF12、AHA1和HAK5顯著上調表達,黃瓜中則無明顯變化。

利用NADPH氧化酶抑制劑DPI對材料根系進行預處理,結果發現添加抑制劑DPI后南瓜根系H2O2形成受阻,GRF12、AHA1、HAK5表達、質膜H+-ATPase活性和鉀吸收速率顯著下降,外源H2O2處理則結果相反。進一步使用CRISPR/Cas9基因編輯和擬南芥轉基因手段,驗證了南瓜RBOHD產生的H2O2信號通過質膜H+-ATPase調控鉀吸收和耐鹽性的分子生理機制。

農村網  責任編輯:農村網
 

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