晓木虫手机版学术搜索

JHM南农崔瑾:NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物实时Cd吸收的效果

 找回密码
 注册新帐号

QQ登录

微信登录

晓木虫»成果与文献分享»JHM南农崔瑾:NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物实时Cd吸收的效果
[成果与文献分享]

JHM南农崔瑾:NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物实时Cd吸收的效果

 楼主| xuyue_2017 发表于 2021-1-8 17:22  
查看: 101056|回复: 0|显示全部楼层 |阅读模式

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:NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物实时Cd吸收的效果
期刊:Journal of Hazardous Materials
影响因子:9.038
研究使用平台:NMT重金属创新平台
标题:IRT1 and ZIP2 were involved in exogenous hydrogen-rich water-reduced cadmium accumulation in Brassica chinensis and Arabidopsis thaliana
作者:南京农业大学崔瑾、吴雪

检测离子/分子指标
Cd2+

检测样品
① 小白菜根伸长区(距根尖600 μm根表上的点)和成熟区(距根尖1600 μm根表上的点)
② 拟南芥根伸长区(距根尖200 μm根表上的点)和成熟区(距根尖600 μm根表上的点)

中文摘要(谷歌机翻)

通过Cd(镉)浓度,Cd2+荧光染色,NMT(非损伤微测技术)对Cd吸收进行分析,结果表明,HRW(hydrogen-rich water,富氢水)在降低小白菜幼苗根部对Cd的吸收方面具有显著的积极作用。BcIRT1(铁调节转运蛋白1)和BcZIP2(锌调节转运蛋白2)是小白菜中主要的Cd转运蛋白,但它们在HRW减少Cd吸收过程中的作用仍然未知。本研究验证了IRT1ZIP2在白菜和拟南芥中HRW减少Cd吸收中的功能。在拟南芥中的异源和同源表达表明,HRW显著降低了野生型(Col-0)和转基因拟南芥IRT1ZIP2中的Cd含量,但irt1zip2突变体除外。NMT检测表明,HRW不仅降低了Cd2+在WT和转基因株系根部的内流,而且增强了Zn和Cd之间的竞争。综合来看,HRW诱导的植物Cd积累减少可能是通过抑制BcIRT1BcZIP2的表达,影响BcIRT1BcZIP2对离子吸收的偏好性导致的。


离子/分子流实验处理方法

预处理
① 2日龄小白菜幼苗在0、50% HRW中处理1 d
② 15-17日龄拟南芥幼苗在0、50% HRW中处理1 d
实时处理
6.25 μM/L FeSO4 或7.5 μM/L ZnSO4实时处理10日龄拟南芥幼苗

离子/分子流实验结果

HRW预处理使小白菜根伸长区和成熟区Cd2+流速分别降低了21.01%和31.97%(图1)。

图1. 50 μM Cd处理下HRW预处理对小白菜根部伸长区(A, C, E)和成熟区(B, D, F)Cd2+流速的影响

研究发现,除irt1-和zip2-突变体外,HRW预处理显著降低了拟南芥根伸长区Cd2+内流(图2)。HRW使WT和IRT1-和ZIP2-转基因拟南芥(图2G, H)的Cd2+平均内流速率从30.34 %显著降低到34.91 %。
图2. 50 μM Cd处理下HRW预处理对转基因拟南芥根伸长区Cd2+流速的影响

为了阐明Cd与Fe或Zn的相互关系,使用NMT技术对实时Fe2+或Zn2+处理下拟南芥根(距根尖200 μm)Cd2+流速进行了检测。无论有无HRW预处理,Fe2+的加入都急剧减少了Cd2+的内流,这可能是由于它们在根系吸收离子过程中的相互竞争所致(图3A)。在ZIP2型株系中,Zn2+显著减少了Cd2+的内流(图3B)。此外,进一步分析了由于添加铁或锌引起的Cd2+流速的降低率。结果表明,HRW预处理不会影响Cd2+和Fe2+之间的竞争关系(图3C)。但添加Zn2+时,37 %的HRW预处理显著降低了Cd2+流速(图3D)。这表明HRW处理后,更多的Zn2+被转运蛋白吸收,从而降低了对Cd2+的吸收。

图3. 实时Fe2+或Zn2+处理对有无HRW预处理的拟南芥根系Cd2+流速的影响



其他实验结果

  • HRW缓解了50 μM Cd胁迫对白菜生长的抑制作用。
  • HRW抑制了白菜对Cd的吸收能力,最终导致Cd积累量降低。
  • HRW抑制BcIRT1BcZIP2的转录水平。
  • HRW缓解了Cd对转基因拟南芥的毒性。
  • HRW降低了转基因拟南芥的Cd积累。
  • HRW降低转基因植物铁的浓度、提高锌的浓度。

结论

本研究为阐明HRW降低白菜Cd积累的分子机制提供了新的见解。HRW能够降低参与Cd吸收的BcIRT1BcZIP2的转录水平。此外,HRW还可影响Cd暴露下白菜和拟南芥中Fe和Zn的积累,改变Zn和Cd之间的竞争力。虽然HRW直接通过何种途径调控BcIRT1BcZIP2尚不清楚,但本研究证实了BcIRT1BcZIP2在HRW抑制Cd积累中的作用,这对阐明HRW在植物胁迫应答中的生理功能具有指导意义。

测试液

50 μM CdCl2, 0.1 mM KCl, 0.3 mM MES, pH 6.0


关键词:镉;HRW;BcIRT1BcZIP2;离子吸收

JHM南农崔瑾:NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物实时Cd吸收的效果

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册新帐号

x
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册新帐号

本版积分规则  | 请遵守晓木虫学术科研第一站管理条例,不得违反国家法律法规

Copyright © 2014-2021 晓木虫学术科研第一站(emuchong.com)All Rights Reserved.

公安备案:京公网安备11010802030280号

     

ICP备案/许可证号:京ICP备19032535号-4

     

跟帖评论自律管理承诺书

      

优质科研网站 | 优秀信息互联网站

     © 2014-2021 晓木虫学术科研第一站

网上有害信息举报中心      京作登字-2019-F-01042692      晓木虫® 小木虫®第41764267号
快速回复 返回顶部 返回列表