NMT作为生命科学底层核心技术,是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年,NMT已扎根中国15年。2020年,中国NMT销往瑞士苏黎世大学,正式打开欧洲市场。
感谢本文通讯作者,江苏师范大学朱明库副教授校稿
基本信息
主题:NMT发现SlSTE1通过ABA依赖的信号途径清除ROS提高K/Na比促番茄耐盐
期刊:Journal of Integrative Plant Biology
影响因子:4.885
研究使用平台:NMT植物耐盐创新平台
标题:SlSTE1 promotes ABA-dependent salt stress-responsive pathways via improving ion homeostasis and ROS scavenging in tomato
作者:江苏师范大学朱明库、李宗芸、孟小庆、蔡敬
检测离子/分子指标
H+,K+
检测样品
番茄根(距根尖500 μm根表上的点)
高盐是降低作物生产力和品质的主要限制因素之一。本研究报告了没有任何已知保守结构域的小蛋白SALT TOLERANCE ENHANCER1(STE1)是番茄耐盐所必需的。与WT相比,过表达SlSTE1(OE)增强了植物对多种氯化盐(NaCl、KCl和LiCl)和氧化胁迫的耐受性,同时提高了抗氧化酶的活性,增加了ABA和叶绿素的含量,减少了MDA和ROS的积累。而且,OE植株中K+外排减少,H+外排增加,诱导了较高的K+/Na+比值。相比之下,SlSTE1-RNAi植株对盐胁迫的耐受性下降。RNA-seq数据显示,盐胁迫下OE植株vs WT植株中有1330个DEGs,编码TFs、逆境相关蛋白、次生代谢、激酶和激素合成/信号相关蛋白(尤其是ABA和ACC)的多种多样的基因的转录显著升高。此外,SlSTE1-OE植株对ABA的敏感性增强,结果表明SlSTE1通过与SlPYLs和SlSnRK2s相互作用,促进ABA依赖的盐胁迫响应途径。总之,本研究表明,SlSTE1蛋白通过ABA信号传导、ROS清除、提高离子稳态来赋予番茄耐盐性。
离子/分子流实验处理
25日龄番茄(WT 及转基因株系),100 mM NaCl实时处理。
非损伤微测技术(NMT)结果显示,NaCl实时处理诱导WT和OE植株根尖K+和H+外排速率显著增加,而OE植株的K+和H+外排速率显著低于WT植株(图1)。
图1. 盐胁迫对WT和OE植株根尖K+和H+实时流速动态变化的影响。
图2. 植物根部检测图
其他实验结果
多种胁迫和激素处理能显著诱导SlSTE1的表达。
lSTE1-OE植株在NaCl、KCl和LiCl等不同类型盐胁迫下的表现均优于WT,因此,SlSTE1对盐的响应并不对钠具有特异性。
转基因株系在盐胁迫下的不同存活率与相应的生理参数有关。
盐胁迫下,OE的Na+积累比WT少,K+/Na+比值高于WT,且OE中几乎所有检测到的参与离子平衡的基因的表达也都高于WT。
盐胁迫15 d后,OE积累的ROS远少于WT,而Ri植株积累的ROS水平与WT相当。
WT幼苗在5 μM MV(诱导叶绿体产生超氧自由基的除草剂甲基紫精)处理下根长和地上部分长度均显著小于OE。
在盐胁迫下,SlSTE1影响多种非生物和生物胁迫及激素相关基因的转录。
SlSTE-OE植株表现出对ABA的敏感性的改变,而对ACC的敏感性改变不大。
SlSTE1对调控ABA相关基因的表达至关重要。
SlSTE1可以通过与番茄中的SlPYLs和SlSnRK2s相互作用来调控ABA通路。
本结果表明,SlSTE1在抗盐胁迫防御机制中的功能参与与ABA介导的信号传导,增强的ROS清除能力和K+/Na+稳态有关。SlSTE1的过表达还会影响许多胁迫响应基因的转录,并整合其他有益的特性,如对不同类型的盐胁迫和氧化胁迫的耐受性。因此,本研究表明SlSTE1通过改善番茄体内的离子稳态和ROS清除,促进ABA依赖的盐胁迫应答途径。
测试液
0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 6.0
仪器采购信息
文章原文:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.12987
2019版《NMT论文集》已出版
关键词:番茄;盐胁迫;ROS;离子平衡 ;转录;氧化胁迫
更多
药用辅料公示稿应对专题|药用辅料应用合集第二期
厂商
2024.09.12
日立应用 | 一片掉落梧桐树皮的秘密
厂商
2024.09.14
聚光科技受邀出席第三届中国生态环保产业服务“双碳”战略院士论坛
厂商
2024.09.14
带您玩转电位滴定仪—905 Titrando自动电位滴定仪
厂商
2024.09.26