BMC Plant Biol：NMT监测K+流发现嫁接烟草能更好地应对低钾 | NMT烟草品质创新科研平台
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基本信息
研究使用平台：NMT烟草品质创新科研平台
期刊：BMC Plant Biology
主题：NMT监测K+流发现嫁接烟草能更好地应对低钾
标题：Response of grafting tobacco tolow potassium stress
检测指标
K+
检测样品
1）烟草下胚轴横断面
2）烟草根部分生组织
离子流实验处理方法
1）烟草下胚轴横断面
+K处理各嫁接组合6株植株，测量前，将一半植株用0.5 mM K2SO4处理2小时，观察各嫁接组合在K胁迫下的短期反应。
2）烟草根部分生组织
非嫁接烟草，施用PM H+-ATPases的特异性抑制剂原钒酸盐和K+通道阻滞剂氯化铯后，监测了根分生组织的净K+通量。
K+流结果
在+K处理下，下胚轴横切面上的平均净K+地上部-根通量是根冠比的1.59倍（图1a）。此外，各嫁接组合间个体向上或向下的净钾通量没有显著差异（图1b）。在整个施钾期内，各处理植株的钾素相对供应量均为负值。在–K处理下，各嫁接组合根-地上部的K+通量在整个测定期内是稳定的，各嫁接组合间的K+通量差异不显著。然而，以W为砧木的处理中，K+从地上部到根部的速率在试验开始后迅速下降，5分钟后逐渐稳定。对于以Y为砧木的处理，下降16分钟后K+通量速率稳定（图1d）。下胚轴横切面地上部至根的平均净K+流出量为根-地上部的52.3%。同时，以W为砧木的处理从地上部到根部的净K+通量显著低于以Y为砧木的处理（图1e）。与+K处理相反，在-K处理的整个测量期间，各处理的相对K+通量强度为正，这表明当K供应不足时，烟草植株中的K+倾向于从根向地上部移动（图1f）。
根据烟草根系中钾离子通量的数据分析，观察到烟草品种W和Y在耐受环境中低K胁迫的策略上存在显着差异。在+K处理中，根分生组织中W的平均净K+净流入量比Y高1.13倍。当两种烟草砧木均用氯化铯预处理时（一种钾离子通道抑制剂），两种处理的净K+流入量显着低于不使用抑制剂的砧木。除此之外，W根的平均净K+流入量下降了52.6％，而在Y处仅为37.5％。但是，当预处理剂被原钒酸盐（质膜H+-ATPase抑制剂）代替时，没有显着性差异。在–K处理中，根分生组织中W的平均净K+净流入仍显着高于Y。但是，当特定抑制剂参与试验时，情况与+K处理不同。氯化铯显着降低了W根分生组织中的K+通量，而对Y却没有显着影响（图2c和d）。但是，原钒酸盐对两种烟草砧木的净K+通量都有显着影响，Y的下降幅度更大（下降幅度比W大15.4％）。
图1 嫁接对烟叶下胚轴净钾通量的影响
图2 在含或不含抑制剂的不同浓度钾胁迫下，主根分生组织的净钾通量
其他实验结果
嫁接显著提高了Yunyan 87全株的含钾量，且新梢增加幅度较大。
钾胁迫使植株更倾向于在地上部而不是根部维持K+。
当缺钾时，嫁接可以减少烟草下胚轴净K+通量下降到稳定水平所需的时间。
钾通道蛋白和转运蛋白在两个砧木的耐钾性中起着不同的作用。
烟草地上部和根之间K+循环效率的提高是适应低钾胁迫的途径之一。
结论
嫁接能激活Yunyan 87号烟草K+通道，说明嫁接烟草K+循环更活跃，地上部含钾量更高，对低钾胁迫信号反应更快。此外，嫁接还可以改变烟草根系对K+的吸收方式，由HATS主导转变为HATS和LATS共同负责，大大提高了低钾胁迫下根表K+的跨膜转运能力。这些无疑是嫁接烟草在应对低钾胁迫方面表现更好的原因。
离子流实验使用的测试液
1.0 mM KCl，0.3 mM MES， pH 6.0
文章链接：https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-020-02481-6
2019版《NMT论文集》已出版
关键词：非损伤微测技术，K+流速，烟草
