南
- 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
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 ...