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Plant Cell Environ:中科院南土所施卫明组铵流与GMPase调节植物高铵胁迫

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Plant Cell Environ:中科院南土所施卫明组铵流与GMPase调节植物高铵胁迫



铵流与GMPase调节植物高铵胁迫

NH4+是主要的氮源,不仅是活细胞必需的营养,而且是代谢过程中普遍的中间产物。然而,过量的NH4+却对植物产生严重的毒害。植物根的生长对高铵很敏感,NH4+对初生根的生长是必须的,但是高铵会抑制根的生长。这种抑制作用发生的机理一直没有得到明确的解释。

2010年,中科院南京土壤所的施卫明等人使用非损伤微测技术结合根的分区处理系统,研究了高铵毒害的机理。发现高铵抑制初生根的生长,关键是抑制了细胞分裂,但是原来的细胞还可以伸长。通过DR5:GUS的突变和表达发现生长抑制不依赖生长素和乙烯的信号转导。

使用非损伤微测技术沿着初生根测定了NH4+的流速,发现提高外界NH4+浓度刺激了伸长区NH4+的大量外流,同时根的伸长也受到抑制。这种NH4+的外流在超敏感突变体vtc1-1中更显著,在GMPase的突变体中缺乏,因此,限制跨膜的NH4+流和GMPase的功能能够显著降低拟南芥对NH4+毒性的反应。

这项工作为植物的铵盐毒害提供了理论解释,对理解营养吸收和其他非生物胁迫有非常重要的参考价值。

注:SIET、MIFE、SVET、SPET等技术名称,已经统一为Non-invasive Micro-test Technology,中文名“非损伤微测技术”,简称NMT。


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