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電信號和細(xì)胞分裂素調(diào)節(jié)玉米和大麥根對離子的吸收

瀏覽次數(shù):2736 發(fā)布日期:2010-4-29  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)

Conflux + I&E Flux + I&M Flux = 細(xì)胞內(nèi)外離子/分子同時檢測完整方案

電信號和細(xì)胞分裂素調(diào)節(jié)植物對營養(yǎng)的吸收
電信號和細(xì)胞分裂素調(diào)節(jié)玉米和大麥根對離子的吸收

點(diǎn)擊查看大圖圖注:

上圖1:光照使H+外流減小,K+由內(nèi)流轉(zhuǎn)變?yōu)橥饬;長時間光照后H+恢復(fù)到原來的水平,K+的吸收變得更強(qiáng)。
上圖2:2 μM的激動素引起了K+持續(xù)的吸收;K+對激動素具有劑量效應(yīng)。

正值為內(nèi)流,負(fù)值為外流

根部的離子吸收是維持植物細(xì)胞營養(yǎng)平衡最重要的一步,成熟區(qū)的營養(yǎng)吸收受莖和根尖的系統(tǒng)控制。這個過程受到電信號、壓力、機(jī)械刺激、光照和細(xì)胞分裂素的調(diào)節(jié)。

2009年,科學(xué)家通過非損傷微測技術(shù)研究了玉米和大麥根部的離子流,發(fā)現(xiàn)短期的光照使H+外流減小,K+從吸收轉(zhuǎn)變?yōu)橥饬鳌G袛嗟挠衩缀痛篼湹母诘望}環(huán)境下H+外流減小,K+內(nèi)流停止。加入100mM NaCl,壓力劇烈變化,但是離子流不受影響。切除了大麥根尖部分,離子流從小內(nèi)流轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟮膬?nèi)流。激動素(2-4 μM,一種細(xì)胞分裂素)引起了K+更大的內(nèi)流,說明離子的運(yùn)輸被根尖合成的細(xì)胞分裂素所調(diào)控。

本研究說明快速的電信號和細(xì)胞分裂素能夠調(diào)節(jié)根的營養(yǎng)吸收,下一步的研究將集中在通過增加光強(qiáng)而引發(fā)的電信號如何調(diào)節(jié)植物離子運(yùn)輸和營養(yǎng)吸收。這項工作為我們?nèi)绾握{(diào)節(jié)植物的營養(yǎng)吸收提供了依據(jù)。

 

關(guān)鍵詞:激動素(kinetin); 長距離信號(long-distance signalling); K+ ; H+
參考文獻(xiàn):Shabala S,et al. Plant, Cell and Environment (2009) 32, 194–207
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Abstract:

Nutrient acquisition in the mature root zone is under systemic control by the shoot and the root tip. In maize, exposure of the shoot to light induces short-term (within1–2 min) effects on net K+ and H+ transport at the root surface. H+ efflux decreased (from -18 to -12 nmol m-2 s-1) and K+ uptake (~2 nmol m-2 s-1) reverted to efflux (~-3 nmol m-2 s-1). Xylem probing revealed that the transroot (electrical) potential drop between xylem vessels and an external electrode responded within seconds to a stepwise increase in light intensity; xylem pressure started to decrease after a ~3 min delay, favouring electrical as opposed to hydraulic signalling. Cutting of maize and barley roots at the base reduced H+ efflux and stopped K+ influx in low-salt medium; xylem pressure rapidly increased to atmospheric levels.With 100 mM NaCl added to the bath, the pressure jump upon cutting was more dramatic, but fluxes remained unaffected, providing further evidence against hydraulic regulation of ion uptake. Following excision of the apical part of barley roots, influx changed to large efflux (-50 nmol m-2 s-1). Kinetin (2–4 μM), a synthetic cytokinin, reversed this effect. Regulation of ion transport by root-tip-synthesized cytokinins is discussed.

來源:旭月(北京)科技有限公司
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