蘭大王鎖民:木栓質通過排鈉保鉀及限制水回流促植物耐鹽

2020-12-05 中關村NMT聯盟

基本信息

主題：木栓質通過排鈉保鉀及限制水回流促植物耐鹽

期刊：Plant and Soil

影響因子：3.259

研究使用平臺：NMT植物耐鹽創新平臺

標題：Aliphatic suberin confers salt tolerance to Arabidopsis by limiting Na+influx, K+efflux and water backflow

作者：蘭州大學王鎖民、王沛

檢測離子/分子指標

Na+，K+

檢測樣品

擬南芥（WT和cyp86a1突變體）根，距根尖頂端600-800 μm的根表上的點

研究背景（來源：蘭州大學官網）

土壤鹽漬化是嚴重製約植物生長和作物產量的主要非生物因素之一。耐鹽機制的研究有助於改良植物的抗逆性，對農牧業生產及生態環境的恢復具有重要意義。

相對於鹽生植物，非選擇性的Na+吸收是大多數甜土植物對鹽敏感的重要原因，在根系內皮層細胞壁上，一類保護性屏障木栓質被認為在限制Na+吸收方面發揮著重要作用，但其作用機制尚不明確。王鎖民教授團隊聯合蘭州大學萃英講席教授、加拿大卡爾頓大學Owen Rowland教授團隊，發現模式植物擬南芥中根內皮層木栓質能限制Na+通過跨細胞途徑而非質外體途徑流入維管組織，同時減少水分和K+向土壤的回流，從而賦予植物較強的耐鹽性。

離子/分子流實驗處理方法

5周齡水培擬南芥，用50 mM NaCl處理7d

離子/分子流實驗結果

在對照條件下，野生型和cyp86a1突變體的根中有淨Na+內流，但在50 mM NaCl處理下，淨Na+流速轉為外排（圖1a-b）。當用50 mM NaCl處理時，cyp86a1突變體根中的淨Na+外排與野生型根中的Na+外排相比，顯著降低了38.5％（圖1b）。沒有NaCl處理時，野生型和cyp86a1均存在淨K+內流，儘管cyp86a1根中的K+內流速率比野生型低（圖1c-d）。NaCl處理在野生型和cyp86a1根中均引起K+外排，但加入50 mM NaCl後，cyp86a1根中的淨K+外排量比野生型中的K+外排量高1.96倍（圖1c-d）。

圖1

其他實驗結果

CYP86A1的敲除突變增加了擬南芥對鹽脅迫的敏感性。NaCl誘導野生型植物中CYP86A1的表達和木栓化。CYP86A1的突變改變了鹽脅迫下離子的積累。cyp86a1根的其他陽離子的滲漏量均高於野生型植物的根。cyp86a1中的質外體示蹤劑流量不超過野生型。CYP86A1的突變改變了擬南芥根的滲透係數。結論

與野生型植物相比，cyp86a1的脂肪族木栓質缺乏導致鹽脅迫下離子和水更容易穿過內皮層，更多的Na+通過跨細胞徑向轉運途徑進入中柱並最終到達葉片。這些額外的Na+對植物是有毒的，由於葉片K+的減少，增加了從根部通過細胞外屏障的外排，從而增強了毒性。

離子流實驗使用的測試液

0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.5 mM NaCl, 0.2 mM Na2SO4, 0.3 mM MES, pH6.0

相關焦點

  • Genes:北京林業大學丨鹽脅迫下鉀轉運體LrKUP8抑制K+外排
    期刊：Genes主題：鹽脅迫下鉀轉運體LrKUP8抑制K+外排標題：Potassium Transporter LrKUP8 Is Essential for K+Preservation in Lycium ruthenicum, A Salt-Resistant Desert Shrub影響因子：3.331檢測指標：K+流速
  • 中國人飲食中的鈉與鉀
    點擊查看 來源：中國循環雜誌低鈉高鉀飲食可導致血壓升高，增加心血管病發生風險。目前，世界衛生組織建議，所有成人年每人每天食鹽攝入量應<5克，鉀攝入量應≥3.5克，兒童每天的食鹽和鉀攝入量需根據其能量需求和年齡而定。
  • 飯菜太鹹多喝水無濟於事 多運動出汗助排鈉
    飯菜太鹹多喝水無濟於事 多運動出汗助排鈉 為什麼會攝入過量食鹽?眾所周知，攝鹽過多容易導致高血壓，資料顯示，高血壓佔全球全死因的19%。 廣東家庭人均日攝鹽57%超過6克。專家指出，「吃鹹了，靠多喝水來稀釋」的觀念，阻礙著「健康用鹽」的預防行動推進。這是記者4月22日在由省預防醫學會、省衛生記者協會等單位聯辦的「健康用鹽預防高血壓行動進社區」活動上了解到的。
  • 腐植酸的作用(鉀、鈉區別)
    作為根施肥，目前大多數肥料生產單位，以腐植酸為主要載體，配入其它功能的物質，生產出功能不同的肥料，如：腐植酸銨、腐植酸鉀、腐植酸磷、腐植酸氮磷鉀等，以及作為土壤改良用途的腐植酸鈣、鎂等腐植酸類肥料。腐植酸鈉是大分子弱酸鈉鹽，主要為羧基、酚基、羥基、甲氧基、醌基等。用於葉面噴為主的腐殖酸葉面肥，也是配入不同的植物生長所必需的營養元素，如氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、鋅、銅、鉬等。
  • 預防中風和心梗,家中要換鹽,改變高鈉低鉀現狀
    咱們同胞的平均鈉攝入量，是世界衛生組織建議的攝入量上限的2倍以上。有研究指出，70歲以下國人的致命性中風，幾乎有30%可歸因於高鈉飲食。咱們的飲食特點是，鈉的來源中，70%是烹飪用鹽。因此，有學者根據最新的科研結論提出倡議，鉀鹽替代是潛在的減鈉策略。那麼，家中如何換鹽？
  • 科學家發現動物身體中鈉與鉀的比例異常,能佐證生命源於海洋?
    幸運的是，科學家們正在從不同的角度進行分析，通過研究動植物的區別，發現它們對鹽分的需求有很大的不同，由此得出生命起源於海洋的說法。然而，海洋真的是我們的故鄉嗎？這個說法引起了人們的廣泛關注，同時也有一部分人提出了質疑。
  • 鈉/鉀遇水爆炸 發生了啥?好神奇啊
    這是化學課上的經典演示反應：取一小塊金屬鈉或金屬鉀放入水中，就能看到如「爆炸」一般劇烈反應的現象。雖然一代又一代的學生都看過這個反應，甚至在實驗室中親自操作過，但此前人們對這個反應機理的理解卻並不完善。
  • 中國食鹽量世界第一 「高鈉低鉀」遭痛批
    近日，《美國心臟協會雜誌（JAHA）》發表了一個由英國倫敦瑪麗皇后學院領導，美國國家健康研究所資助的關於中國鈉與鉀攝入量的問題的研究（小編內心os:天哪嚕，英國美國聯合起來研究中國啦~），研究指出，中國各年齡層的鈉攝入量均超出推薦值87 mmol/d（<5 g鹽，每1g鹽中約含0.39 g鈉，再換算一下就是17 mmol鈉）兩倍，
  • 面對鹽脅迫 植物應對有高招
    6月25日，中國農業大學生物學院副教授楊永青接受科技日報記者採訪時說，高鹽是影響植物生長發育以及制約農作物生長的不利環境因子。植物不能移動，在高鹽等逆境脅迫下，不能選擇逃避，必須主動應對。植物在長期的適應過程中，形成了自身的應對策略。　　土壤鹽離子過度積累，影響生長發育　　鹽脅迫是什麼？
  • 吃鹽多的危害是什麼 多食鹽有這六大危害
    咽喉經常發炎、咳嗽不適的人，都不能吃太鹹、太辣、油炸、燻烤的食物，表面鹽分過多的炒貨如炒瓜子、炒花生、加了鹽的各種堅果等以及薯片之類含鹽高的零食也都要少吃。有慢性咽炎的人，食物必須清淡。5、損皮膚吃鹽多的時候，由於滲透壓的作用，身體組織的水分會減少，排出身體的水分會增加，也不利於皮膚的保水。
  • 耐鹽植物開發利用是鹽土農業的未來方向（5）：重要耐鹽植物資源
    種子中脂肪含量為30%左右，缺點是種子產量極低，但其耐鹽能力較強，完全可以用海水灌溉。（3）鹼地膚（Kochia scoparia）：藜科，產於華東、東北和西北各省，生長在溼地、湖邊和海濱地帶。種子脂肪含量約15%，其中不飽和脂肪酸含量佔50%左右，是一種較好的食用油。（4）欖仁樹（Terminalia catappa）：使君子科，產於廣東、雲南、臺灣。
  • 鈉和鉀的反應沒那麼簡單
    在高中化學課上，你們一定看過金屬鈉和金屬鉀放入水中的反應，如「爆炸」一般劇烈。但是此前人們對這個反應機理的理解卻並不完善。近期，科學家們澄清了人們此前對這一反應現象的誤解。
  • 浙江人鈉攝入過多鉀攝入太少有什麼後果?容易得高血壓!
    ■最新調查  記者 王真 通訊員 江歆 製圖 李本獻    《中國預防醫學雜誌》最近刊登了浙江省疾病預防控制中心關於「浙江省居民膳食鈉鉀攝入水平」的調查報告，報告中說，浙江人鈉攝入太多，鉀攝入太少。
  • 中國農科院邱麗娟團隊解析大豆耐鹽基因調控新機制
    2014年12月12日，中國農業科學院作物科學研究所邱麗娟研究員領導的大豆基因資源研究創新團隊與澳大利亞阿德萊德大學科學家MatthewGilliham研究小組合作，在大豆耐鹽基因挖掘研究中取得重要進展，通過圖位克隆獲得了栽培大豆鐵豐8號的耐鹽基因GmSALT3，相關研究成果以封面文章發表在
  • 當鈉皂遇到鉀皂
    其實這個故事呢就涉及到了皂的生產過程，油脂與鹼的皂化反應，但是使用的皂化鹼成分不同產生的皂也是不一樣的，像市面上我們常見的香皂、手工皂屬於鈉皂的一種，今天介紹的天然皂液則屬於鉀皂的一種。皂的生產過程是天然油脂和鹼的皂化反應，這就導致了生成的皂是一個鹼性的產品，這就是為什麼我們使用香皂洗手後手會發澀發乾，洗澡後身上會發癢起皮的原因所在。
  • 低鈉鹽、加碘鹽、營養鹽、風味鹽,大家應該怎麼選?
    低鈉鹽低鈉鹽就是指鈉含量相對比較少的食鹽，即用氯化鉀和氯化鎂代替一部分氯化鈉的食鹽。這種食鹽的鈉含量比普通鹽少25%～30%，但鹹度和普通鹽基本相同或略低，烹調時用鹽量不增加，故可以使攝入的鈉減少。因為食鹽對血壓的危害主要是其中的鈉元素引起的，所以減少鈉攝入其實就達到了限制食鹽的目的。適宜人群：大多數糖尿病、高血壓患者，健康人群。
  • 礦源黃腐酸鉀有什麼好處?作用是什麼?礦源黃腐酸鉀多少錢一噸?
    土壤作為植物生長的重要依託，在植物生長的過程中是非常重要的，但是，由於長期得不合適使用土壤出現了大量的問題，而礦源黃腐酸鉀可以額外提供新鮮的活菌，為果樹帶來新的動力。下面我們就來看看，礦源黃腐酸鉀有哪些好處。
  • 耐鹽植物開發利用是鹽土農業的未來方向（6）：鹽生植物生理類型
    根據植物耐鹽能力的差異，可將植物大體分為鹽生植物和非鹽生植物。目前對於鹽生植物的定義是由澳大利亞植物生理學家Greenway於1980年提出的，他認為鹽生植物是指在滲透勢為-0.33Mpa以下的生境中能正常生長並完成其整個生活史的植物。鹽生植物分布極廣，淺海水域、海濱、鹽沼、鹽湖濱、荒漠和草甸都生長著鹽生植物。鹽生植物長期生長在這些不同的環境中，形成了不同的鹽生植物類型。
  • 世界上最著名的耐鹽植物——鹽角草
    我叫鹽角草，是世界上最耐鹽的陸生高等植物之一，常生長於海水淹及的濱海泥沙灘或高潮線附近的紅樹林林緣沙地，屬於典型的海岸植物。我體內的水分含量可以高達90%以上，因為我的細胞液濃度很高，具有極高的滲透壓，所以可在3倍於海水鹽分濃度的環境中生長。