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AQUAT TOXICOL:约克大学丨盐污染淡水对昆虫渗透调节和气管鳃功能的影响
期刊:Aquatic toxicology
主题:盐污染淡水对昆虫渗透调节和气管鳃功能的影响(Na+流)
标题:Impact of salt-contaminated freshwater on osmoregulation and tracheal gill function in nymphs of the mayfly Hexagenia rigida
影响因子:3.884
检测指标: Na+流速
检测部位:气管鳃丝中心轴
Na+流实验处理方法:
长约20mm的蜉蝣在FW(Freshwater)对照条件或SCW(Salt-contaminated water)处理7天
Na+流实验测试液成份:
0.5mM NaCl,206.5mM N-甲基-D-葡糖胺(NMDG)
通讯作者:约克大学Andrew Donini、Fargol Nowghani
英文摘要
The impact ...
ACS Nano江苏师大甘薯团队:NMT为生物质衍生碳点的Ca2+动员特性能提高植物环境胁迫适应性提供关键证据
基本信息
主题:NMT为生物质衍生碳点的Ca2+动员特性能提高植物环境胁迫适应性提供关键证据
期刊:ACS Nano
影响因子:15.88
研究使用平台:NMT植物耐盐创新平台
标题:The Calcium-Mobilizing Properties of Salvia miltiorrhiza-derived Carbon Dots Confer Enhanced Environmental Adaptability in Plants
作者:江苏师范大学孙健、李艳娟、潘志远,徐州农业科学研究所唐忠厚,华南农业大学雷炳富,农业农村部环境保护科研监测所王瑞刚
检测离子/分子指标
Ca2+、K+、Na+
检测样品
甘薯根(距根尖1.5mm、2mm、3mm、10mm、30mm)
拟南芥根(距离根尖1mm、2mm)
中文摘要
生物质衍生碳点(CDs)是一种很有前景的农业纳米工具,可以作为活性氧(ROS)的清除剂,缓解植物在恶劣环境下的氧化应激。尽管如此,植物需要ROS爆发来充分激活Ca2+调节的防御信号通路。CDs在没有ROS的情况下提高植物环境适应性的根本机制在很大程度上是未知的。本研究中,以丹参作为碳源合成的CDs在植物根系中引发了非ROS依赖的Ca2+动员。机理研究认为这种功能主要是由于CDs上的羟基和羧基造成的。CDs触发的Ca2+动员依赖于环状核苷酸和环状核苷酸门控离子通道的产生。凝集素受体激酶被证实是这种Ca2+动员所必需的。CDs水培应用促进了盐分和营养缺乏条件下的Ca2+信号传导和植物环境适应性。所有这些发现都表明CDs具有Ca2+动员特性,因此可以作为同时的Ca2+信号放大器和ROS清除剂用于作物改良。
离子/分子流实验处理方法
1.5mg/mL CDs瞬时处理
CDs、SWE处理30分钟
0/1.5mg/mLCDs+ 50/100/150mM NaCl
0/1.5mg/mL CDs+缺K+(低K+胁迫)预处理20-30分钟
0/1.5mg/mLCDs+Fe2+-EDTA(低Fe胁迫)预处理20-30分钟
1mM 四氧嘧啶/20 μM LY83583预处理1小时,1.5mg/mLCDs处理30分钟
CDs+苯甲酸酐(BA)/2-溴-1-苯乙醇(BrPE)/苯肼(PH)处理20分钟
CDs-10%SAB、CDs-30%SAB处理30分钟
CDs/100μM阿米洛利/10mM EGTA/100μM GdCl3+NaCl处理6 h
离子/分子流实验结果
为了探究生物质衍生碳点(CDs)是否会影响Ca2+转运,研究用非损伤微测技术(NMT)检测了甘薯根部Ca2+流速动力学。结果表明,CDs处理30 min后导致甘薯根中Ca2+内流速率逐渐增加。与对照相比,CDs处理(30-60 min)显著提高Ca2+平均内流速率和峰值(图1)。这些结果表明,所制备的CDs具备Ca2+动员能力。
图1. 丹参衍生的CDs对甘薯根部伸长区Ca2+流速动力学的影响。正值代表离子外排,负值代表离子吸收。
然而,碳前体(丹参)的水提取物(60°C,持续6h)并未在甘薯根中诱导任何Ca2+响应(图2),这表明CDs在植物中的Ca2+动员作用与其纳米尺寸特征有关。类似地,在其他植物物种的根中观察到CDs引发的Ca2+内流,包括三种双子叶植物(拟南芥、烟草和饭豆)和三种单子叶植物(水稻、小麦和玉米)(图3)。这些结果表明,所制备的CDs的Ca2+动员功能与植物种类无关。
图2. 丹参粉水提液(SWE)不能诱导甘薯根系Ca2+内流。
图3. CDs在拟南芥、烟草、饭豆、水稻、玉米和小麦的根中引发Ca2+的内流。正值代表离子外排,负值代表离子吸收。
前期研究表明,苯甲酸酐(BA)、2-溴-1-苯乙醇(BrPE)和苯肼(PH)作为高特异性失活剂,在温和的反应条件下,能选择性地灭活CDs表面的C-OH、COOH和C=O。结果表明,在CDs-BA和CDs-BrPE处理的甘薯根部,CDs触发的Ca2+内流被显著阻断;CDS-PH对CDs诱导的Ca2+内流的抑制作用均显著弱于CDs-BA和CDs-BrPE(图4和图5)。
图4. CDs和CD衍生物处理30 ...