生物芯片點(diǎn)樣儀助力植物同土壤中鹽度相關(guān)性研究

土壤鹽堿化是一個(gè)日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，過(guò)量的鹽分損害土壤的養(yǎng)分吸收、破壞滲透平衡，對(duì)植物生長(zhǎng)、發(fā)育和開(kāi)花產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降。 為應(yīng)對(duì)自身或外部刺激，植物會(huì)通過(guò)細(xì)胞壁修飾（包括木質(zhì)素和木栓素沉積的增加，以及在較老的組織中形成次級(jí)細(xì)胞壁）和改變根的生長(zhǎng)方向，以減少鹽分的攝入。在此過(guò)程中還涉及到纖維素合成、纖維素微纖維定位、半乳聚糖積累以及合成阿拉伯糖等生物過(guò)程。已有研究表明，延伸蛋白（extensin）糖基化是這個(gè)過(guò)程中的關(guān)鍵因素，其中涉及到4種糖基化蛋白（HPAT1-3、RRA1-3、XEG113和ExAD），但具體的參與過(guò)程仍缺乏了解。

荷蘭瓦赫寧根大學(xué)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)于2024年在《Plant》雜志發(fā)表了文章《Arabinosylation of cell wall extensin is required for the directional response to salinity in roots》。在該研究中，作者通過(guò)研究野生型和ExAD基因突變型擬南芥樣本的果膠和半纖維素提取物，證實(shí)ExAD 基因是調(diào)節(jié)根定向生長(zhǎng)所必需的，揭示了 ExAD 介導(dǎo)的阿拉伯糖基化在根對(duì)鹽脅迫的反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。

實(shí)驗(yàn)方法：

圖1 SITA的實(shí)驗(yàn)設(shè)置：將發(fā)芽的幼苗轉(zhuǎn)移到含有不同處理的1/2 MS瓊脂平板中，同時(shí)將平板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度；在延時(shí)系統(tǒng)中追蹤根系動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)響應(yīng)，成像頻率為每塊板每 20 分鐘 1 張圖像

 

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2 在不同處理（對(duì)照組、100 mMNaCl、100mM KCl 和 200mM 山梨糖醇）下，在 4 日齡野生型幼苗根尖不同時(shí)間點(diǎn)延時(shí)拍照，y軸表示每 20 分鐘根尖的RTD 值

 

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

ExAD引起延伸蛋白糖基化，參與鹽脅迫條件下的根細(xì)胞壁修飾，該過(guò)程是調(diào)節(jié)根尖定向生長(zhǎng)所必需的。綜合以上結(jié)果說(shuō)明 ExAD 介導(dǎo)的阿拉伯糖基化在根對(duì)鹽脅迫的反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。

原文鏈接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae135

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