文献电子报: STOTEN西南科大董发勤:NMT发现接种AMF促根吸Cd且与跨膜钙流耦合 为AMF缓解Cd毒并增强黑麦草Cd修复潜力提供证据 内容:
基本信息
主题:NMT发现接种AMF促根吸Cd且与跨膜钙流耦合 为AMF缓解Cd毒并增强黑麦草Cd修复潜力提供证据
期刊:Scienceof the Total Environment
影响因子:7.963
研究使用平台:NMT重金属创新平台
标题:Unraveling the effects of arbuscular mycorrhizal fungi on cadmium uptake and detoxification mechanisms in perennial ryegrass (Lolium perenne)
作者:西南科技大学董发勤、韩颖,莱里达大学Víctor Resco de Dios、Obey ...
文献电子报: JHM南农崔瑾:NMT发现氢气提升Zn抑制植物吸Cd速率 为氢气调节锌/铁转运蛋白的离子吸收偏好→降低镉积累提供证据 内容:
基本信息
主题:NMT发现氢气提升Zn抑制植物吸Cd速率 为氢气调节锌/铁转运蛋白的离子吸收偏好→降低镉积累提供证据
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
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IRT1和ZIP2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IRT1和ZIP2中的Cd含量,但irt1和zip2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BcIRT1和BcZIP2的表达,影响BcIRT1和BcZIP2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 ...
文献电子报: 南农沈文飚:NMT发现盐胁迫下氩气促根排Na+抑制排K+ 为氩气通过重建离子平衡促苜蓿耐盐提供核心证据 内容:
基本信息
主题:南农沈文飚:NMT发现盐胁迫下氩气促根排Na+抑制排K+ 为氩气通过重建离子平衡促苜蓿耐盐提供核心证据
期刊:ANTIOXIDANTS
影响因子:6.313
研究使用平台:NMT植物耐盐创新平台
标题:A New Discovery of Argon Functioning in Plants: Regulation of Salinity Tolerance
作者:南京农业大学沈文飚、王军
检测离子/分子指标
Na+、K+流速
检测样品
苜蓿根(成熟区)
中文摘要
氩是一种非极性分子,容易扩散到组织深处,并与较大的蛋白质、蛋白腔、受体相互作用。氩的一些生物效应,特别是它作为抗氧化剂的活性,已在动物身上被揭示。然而,氩是否以及如何影响植物生理仍不清楚。在此,我们提供了首篇关于氩气能够使植物应对盐毒。为了方便应用,将氩气溶解于水中制成富氩气水(ARW),研究氩气在盐胁迫下苜蓿种子萌发和幼苗生长表型中的作用。生化指标显示,添加ARW后,NaCl降低的α/β-淀粉酶活性被消除。qPCR实验证实,ARW增加了NHX1 (Na+/H+反向转运体)转录本,降低了SKOR(负责K+的根-茎转位)mRNA丰度,后者可以解释K+净外排较低和K积累较高的原因。非损伤微测技术的后续结果表明,氩增强了净Na+流出,减少了Na+积累,从而降低了Na+/K+比值。组织化学染色和激光共聚焦分析证实,ARW可损害NaCl触发的氧化还原失衡和氧化应激,并检测到抗氧化防御增强。结合温室盆栽试验,上述结果清楚地表明,氩气可以通过重建离子和氧化还原稳态使植物应对盐毒。据我们所知,这是第一篇阐述氩气在植物生理学中作用的报告,这些发现可能会为植物界氩气生物学的研究打开一个新的窗口。
离子/分子流实验处理方法
3日龄苜蓿幼苗100 mM NaCl处理3天
离子/分子流实验结果
为了进一步阐明氩气缓解苜蓿盐害的分子机制,我们采用了非损伤微测技术(NMT)检测了盐胁迫下,苜蓿根成熟区的排Na+速率、排K+速率。如图1所示,NaCl胁迫引起的苜蓿幼苗根部Na+净流出被氩气强化。在相同条件下,氩气消除了盐度引起的K+净外排增加,有助于在根组织中保留更多的K+。即氩气促进盐胁迫下苜蓿根更多地排Na+,更少地丢K+,有效地调节了苜蓿体内的离子平衡。
图1.盐胁迫下,氩气对苜蓿根排Na+、K+速率的影响。
其他实验结果
氩气能改善种子萌发和生长抑制
氩气重建离子稳态
氩气降低了NaCl胁迫引起的氧化损伤
盆栽实验再次证实了氩气在盐耐受性调节中的作用
结论
综上所述,本研究结果表明,在种子萌发和幼苗生长阶段,氩气对植物耐盐性具有积极作用。盐胁迫的分子机制可以用植物耐盐能力的两个重要方面——离子和氧化还原平衡的重建来解释。据我们所知,这是第一次报道氩气在植物生理中的功能作用,这些发现可能会为植物界氩气生物学的研究打开一个新的窗口。此外,本研究将有助于氩气在农业上的应用。氩气,作为一种非极性分子,很容易渗透到组织中,然后它可能与两亲蛋白质相互作用。因此,氩气与蛋白质之间可能存在一些直接的相互作用,这可能是未来阐明氩气的生物学效应的一个关键点。此外,还应考虑氩气信号转导途径,以及与其他众所周知的气体传感器的串扰。
测试液
1) Na+外排实验
0.1/1 mM K+, 0.1 mM CaCl2, 0.2 mM MES, pH ...
文献电子报: 贵大、贵师:NMT发现WRKY70促拟南芥吸Cd2+ 为发现TaWRKY70与TaCAT5启动子结合参与响应重金属胁迫奠定基础 内容:
基本信息
主题:NMT发现WRKY70促拟南芥吸Cd2+ 为发现TaWRKY70与TaCAT5启动子结合参与响应重金属胁迫奠定基础
期刊:Environmental and Experimental Botany
影响因子:5.545
研究使用平台:NMT重金属创新平台
标题:TaWRKY70 positively regulates TaCAT5 enhanced Cd tolerance in transgenic Arabidopsis
作者:贵州大学任明见、贵州师范大学杜旭烨、Zhenzhen Jia、李木子
检测离子/分子指标
Cd2+
检测样品
拟南芥根分生区
中文摘要
WRKY转录因子(TFs)参与了植物对多种生物和非生物胁迫的响应;然而,WRKY TFs在小麦响应Cd胁迫中的调控作用仍然未知。本文研究了小麦TaWRKY70 TF在Cd胁迫下的机制。在拟南芥中表达TaWRKY70来进行功能分析。TaWRKY70通过Cd在根中积累而不是在叶片中积累来调节Cd耐受性。表达TaWRKY70后,拟南芥根系的Cd2+内流速率减少。定量实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,Cd胁迫下,heavy metal ATPase (AtHMA3)、natural resistance-associatedmacrophage protein (AtNRAMP5)、 yellow stripe1-like (AtYSL3)、和iron transport protein (AtIRT1)的表达水平降低。转基因拟南芥的电解质渗漏率、丙二醛和过氧化氢含量均低于野生型,而抗氧化酶活性则高于野生型。电泳迁移率变化实验(EMSA)、酵母单杂实验(Y1H)和瞬时反式激活实验证明TaWRKY70可以直接结合到TaCAT5启动子上。本研究的发现为WRKY TFs参与重金属胁迫响应的提供了新的理解。
离子/分子流实验处理方法
20μM CdCl2处理8 h。
离子/分子流实验结果
使用非损伤微测技术(NMT)检测了拟南芥根部的Cd2+净流速(图1)。转基因拟南芥根部的Cd2+净内流速率高于WT的。结果表明,TaWRKY70促进了转基因拟南芥对Cd的吸收。
图1.WT和转基因拟南芥根部的Cd2+内流速率。负值代表Cd2+吸收。
其他实验结果
TaWRKY70-GFP荧光信号仅在细胞核中瞬时表达,表明TaWRKY70为核蛋白。
利用qRT-PCR分析Cd胁迫下小麦根和地上部分中TaWRKY70的表达。结果表明,TaWRKY70在小麦根和地上部组织中均受Cd胁迫高度诱导。
在表达DNA顺式作用元件W-box和TaWRKY70的拟南芥中,GUS染色和活性下降,表与只表达W-box的拟南芥相比,TaWRKY70与W-box基序特异结合。
TaWRKY70增加了酵母的Cd富集能力。
Western blot分析表明,TaWRKY70在只转基因植株中表达;在Cd处理下,WT株系的发芽率、初生根长、生物量小于TaWRKY70转基因植株;这些结果表明,TaWRKY70参与了拟南芥对Cd胁迫的响应,增强了拟南芥对Cd的耐受性。
Cd胁迫下,转基因拟南芥根部的电解质渗漏、叶片的H2O2和O2-浓度明显低于WT,CAT活性明显高于WT。这些结果表明,TaWRKY70的表达改善了拟南芥的ROS清除系统,赋予其对Cd胁迫的抗性。
用荧光探针检测Cd2+在拟南芥根和叶的分布,发现转基因株系根部组织中的荧光强度比WT的强。然而,转基因株系叶片的荧光强度比WT弱。
转基因拟南芥的根组织Cd含量高于WT,而地上部组织Cd含量低于WT。
在转基因拟南芥中,作为Cd转运体的AtNRAMP5、AtHMA3、AtYSL3、和AtIRT1基因被30 μM的Cd诱导表达,但这些基因在转基因植物中的表达水平明显低于WT。结果表明,TaWRKY70通过抑制转运体基因的表达与Cd的稳态有关。
TaWRKY70通过与TaCAT5启动子的W-box基序相互作用来激活TaCAT5的表达。
结论
总之,小麦TaWRKY70在拟南芥中的表达降低了拟南芥的Cd转移系数,降低了拟南芥的Cd耐受性。此外,研究确定TaWRKY70是通过调节TaCAT5的表达来应对Cd胁迫的。总的来说,这项研究为进一步确定TaCAT5的功能和Cd响应机制提供了重要发现。
测试液
0.02 ...
文献电子报: 【成果回顾】JHM南农崔瑾:NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物吸Cd的效果 为探究富氢水降低植物Cd积累的机制提供证据 内容:
基本信息
主题:NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物吸Cd的效果 为探究富氢水降低植物Cd积累的机制提供证据
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)
通过镉(Cd)浓度,Cd2+荧光染色,非损伤微测技术(NMT)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IRT1和ZIP2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IRT1和ZIP2中的Cd含量,但irt1和zip2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BcIRT1和BcZIP2的表达,影响BcIRT1和BcZIP2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 ...
文献电子报: EEB山农杨兴洪:NMT发现甜菜碱促烟草保K+吸H+排Cd2+ 为探究其提升烟草Cd耐受机制提供证据 内容:
基本信息
主题:NMT发现甜菜碱促烟草保K+吸H+排Cd2+ 为探究其提升烟草Cd耐受机制提供证据
期刊:Environmental and Experimental Botany
影响因子:5.545
研究使用平台:NMT重金属胁迫创新平台
标题:Genetic engineering of glycinebetaine synthesis enhances cadmium tolerance in BADH-transgenic tobacco plants via reducing cadmium uptake and alleviating cadmium stress damage
作者:山东农业大学杨兴洪、刘洋、李重阳、张天鹏、Pengwen Feng
检测离子/分子指标
Cd2+、H+、K+
检测样品
野生型和BADH转基因烟草植株根、地上部分和根的连接处
中文摘要
镉(Cd)是一种对植物有毒的非必要元素,其在植物体内的积累可通过食物链影响人体健康。甜菜碱(GB)是植物抵御非生物胁迫的有效渗透调节物质,在各种逆境发挥重要作用。为了研究内源性GB在体内的积累是否能增强对镉的耐受性,研究使用甜菜碱醛脱氢酶(BADH)转基因烟草植物来探索GB在镉胁迫条件下的重要作用。结果表明,烟草暴露在镉胁迫下导致生长抑制和生物量降低,光合作用降低,必需矿物质吸收减少,氧化应激增加。然而,转基因烟草中GB的积累显著提高了对Cd的耐受性,表现为生长抑制减弱、光合速率提高和活性氧积累减少。GB可以调节Cd的吸收和转运,从而降低Cd的积累。此外,GB还减少了Cd胁迫下K+的外排,并调节离子转运基因以维持元素平衡。本研究结果提出了GB在提高转基因植物的Cd胁迫耐受性方面的新作用,建议GB作为缓解其他作物Cd毒性的潜在候选物。
离子/分子流实验处理
3周龄烟草幼苗0.5 mM ...
文献电子报: Plant Soil西南大学:NMT发现镁通过调节IAA极性运输促根冠微区碱化缓解杨树铝毒 内容:
基本信息
主题:NMT发现镁通过调节IAA极性运输促根冠微区碱化缓解杨树铝毒
期刊:Plant and Soil
影响因子:3.299
研究使用平台:NMT重金属创新平台
标题:Magnesium alleviates aluminum toxicity by promoting polar auxin transport and distribution and root alkalization in the root apex in populus
作者:西南大学李楠楠、张圳
检测离子/分子指标
H+(pH),IAA
检测样品
杨树根IAA:根尖(根冠至300 μm处)
H+(pH):距根尖0、300、600、900、1200、1500、1800 μm根表上的点
中文摘要(谷歌机翻)
杨树能耐受高浓度Al胁迫。然而,Mg减轻Al毒作用的机制尚不清楚在白杨树上仍然是未知的。
在本研究中,提供足够的Mg高浓度Al对杨树的毒害作用胁迫、根表pH梯度、Mg和Al通过电生理分析、荧光染色等方法检测根尖的摄取量,生长素分布与转运动力学在根尖也检测到了。
在本研究中,我们发现适当的Mg供应可以减轻高浓度Al对杨树根系生长的毒害。Mg促进了杨树根表pH梯度的升高,导致根系过渡带发生碱化,防止了Al对根系伸长的毒害作用。用DR5:GFP报告子测定了生长素在杨树根尖的分布。Al毒害抑制了极性生长素在根过渡区的运输和分布,但Mg的供应则部分缓解了这种作用。用非损伤微测技术(NMT)对生长素转运蛋白突变体pin-format-2(pin2)进行进一步的检测,结果表明Mg通过PIN2基生长素极性转运,调节过渡区根表碱化,减轻Al毒。mrs2突变体的转录组分析和酵母互补实验也揭示了Mg、生长素和Al之间的相同关系。
目前的研究表明,Mg促进生长素的极性运输和分布导致根表面pH值调节升高,以及进一步减轻Al毒性。我们的部分结果阐明Mg的解毒作用机理木本植物中高浓度的Al。
离子/分子流实验处理方法
3-4周龄杨树苗放到0.5 mM ...
文献电子报: EP南农崔瑾:血红素加氧酶诱导剂抑制BcIRT1转录降低小白菜Cd吸收 内容:
基本信息
主题:血红素加氧酶诱导剂抑制BcIRT1转录降低小白菜Cd吸收
期刊:Environmental Pollution
影响因子:6.792
研究使用平台:NMT重金属创新平台
标题:Hemin-decreased cadmium uptake in pak choi (Brassica chinensis L.)seedlings is heme oxygenase-1 dependent and relies on its by-products ferrous iron and carbon monoxide
作者:南京农业大学崔瑾、苏娜娜
检测离子/分子指标
Cd2+
检测样品
小白菜根伸长区(距根尖8 mm根表上的点)和成熟区(距根尖16 mm根表上的点)
摘要
镉(Cd)是农田中的主要污染物,不仅极大地限制了农作物的生产,而且通过进入食物链还会给人类健康带来严重威胁。之前的研究表明,hemin处理可以减少小白菜幼苗中Cd的积累,然而其机制还不清楚。本研究使用非损伤微测技术(NMT)实时监测小白菜根部Cd2+流速,证明hemin处理可以降低植物对Cd的吸收,而不是Cd在植物体内发生转移。此外,研究通过比较小白菜幼苗、野生型拟南芥及heme oxygenase-1(HO-1)突变体对不同化学处理的反应,证据了hemin是以HO-1依赖的方式降低Cd的吸收。此外,对hemin降解产物的分析表明,hemin对Cd吸收抑制可能通过抑制菜根中Fe2+/Cd2+转运体BcIRT1的表达来实现的。
离子/分子流实验处理方法
① 3日龄幼苗,10 ...
文献电子报: 沈阳农大何佳丽:外源褪黑素可降低苹果根茎的Cd吸收缓解Cd毒丨NMT重金属创新平台 内容:
基本信息
主题:外源褪黑素可降低苹果根茎的Cd吸收缓解Cd毒
期刊:Tree Physiology
影响因子:3.477
研究使用平台:NMT重金属创新平台
标题:Exogenous melatoninalleviates cadmium uptake and toxicity in apple rootstocks
作者:沈阳农业大学吕德国、何佳丽
检测离子/分子指标
Cd2+
检测样品
距根尖顶端300μm、600μm、1200μm、1500μm和3000μm的根表上的点
中文摘要(谷歌机翻)
为了检查褪黑素在苹果属植物中对Cd吸收,积累和排毒的潜在作用,我们将两种在Cd吸收和积累方面差异很大的苹果砧木暴露于0或30μMCd和0或100μM褪黑素。与耐镉的微小苹果花青霉菌“青州林琴”相比,耐镉的baccata对镉胁迫的内源性褪黑激素产生的刺激程度更大。褪黑素的应用减弱了镉诱导的生长,光合作用和酶活性以及ROS和MDA积累的减少。褪黑素处理比镉胁迫的巴塔卡巴氏菌更有效地恢复了镉对微苹果念珠菌青州林琴的光合作用,光合色素和生物量的恢复。外源性褪黑素降低了根部对镉的2+吸收,降低了叶片的镉含量两种暴露于镉的砧木中的镉积累,降低的镉转运因子(T f s)s和增加的根,茎和叶褪黑素含量s。褪黑素的应用增加了抗氧化剂的浓度和酶的活性,以清除Cd诱导的ROS。外源性褪黑素处理改变了调节Cd吸收,转运和排毒的几种基因的mRNA水平,包括HA7,NRAMP1,NRAMP3 HMA4,PCR2,NAS1,MT2, ABCC1和MHX。综上所述,这些结果表明,外源褪黑素减少了苹果属植物中的空中部分Cd积累并减轻了Cd毒性,这可能是由于褪黑激素介导的Cd在组织中的分配以及抗氧化防御系统的诱导以及转录过程中涉及排毒的关键基因的诱导。
离子/分子流实验处理方法
Mb(M. baccata)和Mm(M. micromalus)两种材料用30 μM Cd或100 μM 褪黑素处理20天
离子/分子流实验结果
对于Cd暴露和褪黑激素处理,Mb和Mm的最大净Cd2+流入量出现在距根尖300-600μm处(图1a)。两种砧木的净Cd2+流速均随距根尖距离的增加而显著降低。在响应没有褪黑素的Cd暴露时,Mb根尖3000μm处呈现出净Cd2+外排。在Cd暴露和褪黑素处理下,Mm根系的净Cd2+流速始终大于Mb(图1a)。外源褪黑素分别在300μm和600μm处使暴露于Cd的Mb和Mm根尖的平均净Cd2+流速降低了65.4%和10.4%(图1b)。
其他实验结果
Cd处理降低了两个苹果砧木叶片光合色素的浓度和根、茎、叶的干重,外源褪黑素可减轻Cd引起的不良反应。
褪黑素的应用减弱了Cd引起的光合作用和酶活性的降低,以及ROS和MDA的积累。
外源褪黑素降低了两个Cd暴露的砧木叶片Cd的积累,降低了Cd转运因子(Tfs),增加了根、茎和叶褪黑素的含量。
外源褪黑素的应用增加了抗氧化物浓度和抗氧化酶活性。
外源褪黑素处理改变了几种调节镉吸收、转运和解毒的基因的mRNA水平。
结论
外源褪黑素减少了苹果植株地上部分Cd的积累,减轻了Cd的毒性,这可能是由于褪黑素介导的Cd在组织中的分配,以及诱导抗氧化防御系统和参与解毒的转录调控的关键基因的结果。
离子流实验使用的测试液
0.03 mM CdCl2, 0.1 mM KCl, 0.5 ...