NMT作为生命科学底层核心技术,是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年,NMT已扎根中国15年。2020年,中国NMT销往瑞士苏黎世大学,正式打开欧洲市场。 |
基本信息
主题:NMT发现耐寒番茄在低温胁迫下保钾能力更强
期刊:Plants-Basel
影响因子:2.762
研究使用平台:NMT植物温度胁迫创新平台
标题:Gene Expression and K+ Uptake of Two Tomato Cultivars in Response to Sub-Optimal Temperature
作者:东北农业大学吴凤芝、高欢
检测离子/分子指标
K+
检测样品
番茄根,距根尖400 μm根表上的点
次优温度会对番茄(Solanum lycopersicum)的生长产生不利影响,而K+在植物的耐寒性中起着重要作用。然而,番茄对次优温度的基因表达和K+吸收的反应仍不十分清楚。为了解决这些问题,将一个耐寒番茄栽培品种东农722(T722)和一个寒敏感栽培品种东农708(S708)分别暴露于次优(15/10℃)和正常温度(25/18℃)下,研究其生长、K+吸收特性和全局基因表达的差异。结果表明,与S708相比,T722表现出较低的植株生长速度、全株K+量和K+净吸收率的降低,T722在亚优温度条件下还具有较高的过氧化物酶活性和较低的K+外排速率。RNA-seq分析表明,在S708和T722的根中分别发现了响应于次优温度的差异表达基因(DEGs)共1476个和2188个。功能分类显示,大部分DEG参与了“植物激素信号转导”、“苯丙醇生物合成”、“硫代谢”和 “细胞色素P450”。仅在T722中显著上调的基因涉及“苯丙醇生物合成”和“植物激素信号转导”途径。此外,研究还发现,次优温度抑制了两个栽培品种中编码K+转运体SIHAK5基因的表达,但仅在S708中降低了编码K+通道AKT1基因的表达。总的来说,本研究结果揭示了番茄根部的低温相应基因,为进一步研究亚低温下番茄K+吸收的机制提供了基础。
离子/分子流实验处理方法
处理5 h后,在正常温度(CK)和次优温度(T)下,T722根中K+内流,而在S708根中K+外排(图1a)。在处理5 d时,正常温度条件下,两个品种都出现了K+内流。然而,在次优温度条件下,两个品种的K+外排速率显著增加,并且在S708中观察到更明显的增加(图1a)。
图1. 在正常温度和次优温度条件下S708和T722根尖中K+的平均流速变化
处理后5 h,在正常和次优温度条件下,10 min的检测期内两个品种的K+均表现出稳定且持续的流速(图2b)。在处理5 d时,正常和次优温度条件下S708中K+的净流速趋势与T722中的相似。在次优温度条件下,10 min检测期间,S708的K+流速从T722 pmol cm-2s-1增加到308 pmol cm-2s-1,T722从65.57 pmol cm-2s-1增加到92.62 pmol cm-2s-1(图2b)。
图2. 在正常温度和次优温度条件下S708和T722根尖中K+的净流速变化
其他实验结果
次优温度处理5 d后显著降低了S708的株高、植物生长率、根表面积和总根长。
次优温度处理会增加MDA含量和POD活性,降低全株K+含量。
次优温度显著降低了两个番茄品种的K+净吸收率和转运率。
T722中上调或下调的差异基因数量远高于S708。
在次优温度条件下,两个品种中编码水通道蛋白的两个基因均被抑制。
结论
测试液
0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 6.0
文章原文:https://www.mdpi.com/2223-7747/9/1/65
关键词:次优温度;番茄;转录组;钾;吸收
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