山东农科院孔令安:山东农科院孔令安:在低氮胁迫小麦侧根发生及氮同化中的作用丨NMT植物营养创新科研平台-自主发布-资讯-生物在线

山东农科院孔令安:山东农科院孔令安:在低氮胁迫小麦侧根发生及氮同化中的作用丨NMT植物营养创新科研平台

作者:旭月(北京)科技有限公司 2020-11-26T10:45 (访问量:2564)

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。

 

 

 

基本信息


主题激素信号在低氮胁迫小麦侧根发生及氮同化中的作用

期刊:Journal of Plant Growth Regulation

影响因子:2.672

研究使用平台:NMT植物营养创新科研平台

标题:Low‑NitrogenStress Stimulates Lateral Root Initiation and Nitrogen Assimilation in Wheat:Roles of Phytohormone Signaling

作者:山东农业科学院孔令安、吕雪梅

 

检测离子/分子指标

IAAH+NH4+NO3-

 

检测样品

小麦根尖



中文摘要(谷歌机翻)

 

氮缺乏是限制全球农作物生产力的因素之一。作为氮的主要形式,**盐(NO3-)和铵盐(NH4+)作为信号调节植物的生长。尽管对许多植物对氮胁迫的响应已有大量研究,但尚未完全阐明小麦(Triticum aestivum L.)根系适应低氮(特别是低NH4+胁迫)的机制。在这项研究中,将小麦幼苗种植在含有5 mM NO3-,0.1 mM NO3-或0.1 mM NH4+的1/2强度Hoagland溶液中,以表征根系对氮缺乏的生理反应。与对照相比,低氮胁迫下根鲜重,侧根数增加。此外,在低氮胁迫下,吲哚-3-乙酸(IAA),细胞分裂素(CKs),赤霉素(GA3)和茉莉酸(JA)的浓度增加,而水杨酸(SA)的浓度降低。在低氮胁迫下,酶联免疫吸附试验(ELISA)和无创微检测技术(NMT)检测结果表明,H+-ATPase活性,H+外排和IAA流入增加,而N流入减少。进一步的研究表明,低NO3-胁迫会增加**还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性,而低NH4+胁迫会增加谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶的活性。和SA浓度;增加H+-ATPase活性和H+外排;促进了侧根数的增加,从而促进了氮的吸收面积。此外,低氮胁迫增加了与氮吸收相关的关键酶的活性,促进了蛋白质的生物合成,并最终促进了根的生长。

 

离子/分子流实验处理方法


十日龄小麦5 mM NO3-(对照),0.1 mM NO3-LN)或0.1 mM NH4+LA)处理6h48h

 

离子/分子流实验结果

 

利用NMT技术进一步分析了适应低氮条件的小麦细根净流速。在648 h处理后(HAT)观察到IAA外排,在对照组中,根的IAA外排速率保持不变。在两种低氮胁迫下,IAA6 HAT时内流,而在48 HAT时外排(图a)。


=

 

在三种处理中,均观察到H+在根系中的外排。在低NO3-和低NH4+胁迫下,与对照相比,H+沿根部的外排显著增加,且在低NO3-和低NH4+条件下,H+流速没有明显差异(图b)。

=

, 在48h低氮处理下,根表面的NO3-NH4+净内流速率与对照相比显著降低,低NO3-处理下NO3-的内流速率明显低于低NH4+处理下NH4+的内流速率。与对照相比,0.1 mM NO3-处理下的净内流减少了92.92%P<0.05),在0.1 mM NH4+处理下减少了76.12%P<0.05)(图c)。

=


其他实验结果

 


  • 48HAT时,低氮胁迫下的根鲜重显著增加。低NO3-条件下的根鲜重略高于低NH4+条件下的根鲜重。但在96HAT时,低氮处理的嫩芽鲜重和根鲜重与对照条件下相似。

  • 与对照相比,在低氮胁迫下,48HAT时比96HAT时根系构型的参数有更显著的差异。

  • 与对照相比,低氮胁迫下侧根数增加

  • 在低氮胁迫下,IAACKsGA3JA的浓度增加,而SA的浓度降低。

  • 与对照相比,在6HAT时,PM H+-ATPase活性在低NO3-条件下显著增加,而在低NH4+条件下无显著性差异。在48 HAT时,低氮胁迫下PM H+-ATPase的活性与对照显著不同。

  • 使用抑制剂的三种处理在48HAT时的根鲜重、总根长、根尖数、根表面积显著降低。抑制剂处理还会显著降低H+-ATPase活性。

  • 48 HAT时,与对照相比,两种低氮条件下的总氮含量均显著降低,而在0.1 mM NO3-中的总氮含量则略低于在0.1 mM NH4+中的。

  • 低氮胁迫增加了NR

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