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JIPB、李宗芸:NMT发现SlSTE1通过ABA依赖的信号途径清除ROS提高K/Na比促番...

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[成果与文献分享]

JIPB、李宗芸:NMT发现SlSTE1通过ABA依赖的信号途径清除ROS提高K/Na比促番...

 楼主| xuyue_2017 发表于 2021-5-20 11:47  
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本帖最后由 xuyue_2017 于 2021-5-20 11:49 编辑

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)


中文摘要(谷歌机翻)

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。


离子/分子流实验结果

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。


结论

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



  • 据中关村NMT产业联盟了解,江苏师范大学于2013年采购了美国扬格公司公司的非损伤微测系统。


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







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