旭月公司 - 盐胁迫

1）K⁺生理功能概述

2）科研案例

a.案例1

与野生型拟南芥相比，wrky8-1突变体在盐胁迫下K⁺外排更明显，而vq9突变体的K⁺外排速率更低，为WRKY8与VQ9基因参与调控植物在盐胁迫下的 Na⁺/K⁺离子动态平衡提供了直接有效的证据。

Hu Y et al. Arabidopsis transcription factor WRKY8 functions antagonistically with its interacting partner VQ9 to modulate salinity stress tolerance. Plant J. 2013;74(5):730-745.

b.案例2

以中国春、洲元9369和长武134等3种耐盐性不同小麦品种为材料, 采用非损伤微测技术检测盐胁迫2 d后的根系K⁺离子流变化。结果表明盐胁迫下, 小麦根际的K⁺大量外流, 盐敏感品种中国春K⁺流速显著高于耐盐品种长武134。另外，通过对植株体内的Na⁺、K⁺含量进行测定，共同发现盐胁迫下造成小麦组织器官中Na⁺/K⁺比上升的主要原因是根系K⁺大量外流和Na⁺的过量积累, 耐盐性不同的小麦品种间差异显著, 并认为根系对K⁺的保有能力可能是作物耐盐性评价的一个重要指标。

王晓冬,王成,马智宏,侯瑞锋,高权,陈泉.短期NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗K⁺吸收和Na⁺、K⁺积累的影响.生态学报,2011,31(10):2822-2830.
1）Na²⁺生理功能概述

2）科研案例

a.案例1

研究利用非损伤微测系统（NMT），检测了PtVP1.1高表达白杨与野生型经0/150 mM NaCl处理后，根部分生区、伸长区、成熟区的Na⁺、H⁺流速。结果显示，正常生长环境下，两组样品根部Na⁺流速无差异，对照组H⁺吸收速率更高。盐胁迫时，PtVP1.1高表达白杨相比于野生型，其根部具更强的排Na⁺吸H⁺能力（Na⁺外排速率、H⁺吸收速率均高与野生型）。这一结果为PtVP1.1提升木本植物耐盐性提供了活体生理证据。

Yang Y et al. Overexpression of a Populus trichocarpa H⁺-pyrophosphatase gene PtVP1.1 confers salt tolerance on transgenic poplar. Tree Physiol. 2015;35(6):663-677.

b.案例2

北京林业大学陈少良实验室NMT测定了抗盐品种胡杨和盐敏感型品种群众杨根、细胞和原生质体的H⁺、Na⁺和Cl^-流速，比较了短期处理和长期处理后两个品种间排Na⁺的能力。长期胁迫导致根原生质体Na⁺外流增加，H⁺内流增加。这种NaCl诱导的Na⁺/H⁺交换被Amiloride和矾酸钠抑制，说明胁迫后胡杨Na⁺的排出是Na⁺/H⁺逆向转运体主动跨膜的结果。

Sun J et al. NaCl-induced alternations of cellular and tissue ion fluxes in roots of salt-resistant and salt-sensitive poplar species. Plant Physiol. 2009;149(2):1141-1153.
1）Ca⁺生理功能概述

2）科研案例

a.案例1

NaCl处理1-2min后观察到烟草根部伸长区有瞬时的Ca²⁺外排现象，NaCl处理24h后，观察到Ca²⁺内流，低浓度的甜菜碱则会显著的增加NaCl诱导的Ca²⁺内流。加上对相关基因表达的测定、Ca²⁺含量的测定等内容，表明在NaCl诱导的Ca²⁺渗透流中，甜菜碱起到了辅助因子的作用。

Li M et al. Glycine betaine-mediated potentiation of HSP gene expression involves calcium signaling pathways in tobacco exposed to NaCl stress. Physiol Plant. 2014;150(1):63-75.

b.案例2

本试验以油用向日葵盐敏感品种‘YK18’、中度耐盐品种‘YK06’和耐盐品种‘GF01’为试验材料，利用离子流检测技术, 动态监测了复合盐胁迫24 h后植株根系的 K⁺、Na⁺、Ca²⁺等离子的流速流向，结果表明，盐胁迫下向日葵幼苗根系Ca²⁺的吸收速率加快，‘GF01’是‘YK18’的2倍。结合种子萌发和离子在萌发幼苗中积累分布情况的实验结果发现，不同耐盐性的油用向日葵植株在盐胁迫下可通过调节Na⁺、K⁺和Ca²⁺的吸收与外排来适应盐胁迫环境，为盐碱地耐盐品种筛选和栽培提供理论依据。

马荣,王成,马庆,侯佩臣,王晓冬.向日葵芽苗期离子对复合盐胁迫的响应.中国生态农业学报,2017,25(05):720-729.
1）H⁺生理功能概述

2）科研案例

a.案例1

研究采用了同一品种的二倍体及四倍体水稻，分别培养在含有0、150 mM NaCl的1/2 MS培养基中。利用非损伤微测技术，检测了各组样品根部距离根尖0-5000 μm范围的H⁺流速。结果显示，距离根尖0-1000 μm范围内，两组样品H⁺流速没有差异，而且在500-1000 μm之间，H⁺表现为吸收。从距离根尖1000 μm的位点开始至2000 μm，H⁺外排趋势逐渐增大并达到稳定值。二倍体与四倍体根尖H⁺流速对比显示，1000-5000 μm区间内，后者H⁺外排速率显著高于前者，这也间接反映了四倍体植株的根内pH较二倍体低。研究认为，基因组重复可提升水稻耐盐能力，而这一现象可能与四倍体水稻加强了H⁺外排至根表面从而减少Na⁺的进入根部有关。

Tu Y, Jiang A, Gan L, et al. Genome duplication improves rice root resistance to salt stress. Rice (N Y). 2014;7(1):15.

b.案例2

当植物缺乏J3时对外部的盐碱胁迫超敏感，质膜H⁺-ATPase的活性也下降。使用非损伤微测技术在活体拟南芥的根部进行了原位测量，证实不同的基因所调控的H⁺外排的差异，说明了蛋白之间的相互作用。本研究发现，分子伴侣蛋白J3可以和PKS5相互作用，并且抑制PKS5激酶活性，进而正向调节质膜H⁺-ATPase的活性及植物对盐碱胁迫的反应。

Yang Y, Qin Y, Xie C, et al. The Arabidopsis chaperone J3 regulates the plasma membrane H+-ATPase through interaction with the PKS5 kinase. Plant Cell. 2010;22(4):1313-1332.
1）Cl^-生理功能概述

2）科研案例

a.案例1

与单个盐腺相比，二色补血草的气孔和表皮细胞分泌的Na⁺、K⁺和Cl^-很少，NaCl处理对它们的分泌率没有显著影响。在本研究中，200 mmol/L NaCl处理可显著提高盐腺的Cl^-分泌率，且NaCl处理的Cl^-分泌率是对照组的35倍。结合Na⁺通量检测和ESEM分析等结果，表明盐腺通过分泌孔分泌离子，并以Na⁺和Cl^-为主。分泌速率的增加有助于抵消叶片中盐浓度的增加。分泌的选择性有助于保持叶片细胞内良好的Na⁺/K⁺和Cl^-/阴离子比值。

Feng Z , Sun Q , Deng Y , et al. Study on pathway and characteristics of ion secretion of salt glands of Limonium bicolor. Acta Physiologiae Plantarum, 2014, 36(10):2729-2741.
1）Mg²⁺生理功能概述

2）科研案例

影响光合作用，叶绿素的组成成分、酶的活化剂；与糖代谢、氮代谢相关；影响核酸和蛋白质代谢；参与脂肪代谢、促进维生素合成。

例1：以甘薯的两个品种（耐盐品种Xu 22和盐敏感品种Shi 5）为实验材料，对其在NaCl胁迫下的K⁺、Cl^-、Mg²⁺等离子进行通量检测，结果发现NaCl促进了Xu 22根系对Mg²⁺的吸收，但使Shi 5根Mg²⁺的外排增加。结合其他离子通量、离子含量、qPCR验证等实验结果，表明，Xu 22不定根期具有较好的K⁺、Mg²⁺截留能力、液泡Na⁺和Cl^-固存能力、NH₄⁺/NO₃^-转运转化能力和N同化维持能力是其耐盐性的主要原因。

Yicheng Yu et al. NaCl-induced changes of ion homeostasis and nitrogen metabolism in two sweet potato (Ipomoea batatas L.) cultivars exhibit different salt tolerance at adventitious root stage. Environmental and Experimental Botany, 2016. doi: 10.1016/j.envexpbot.2015.12.006
参见《植物营养研究NMT解决方案》NO₃^-生理功能概述
参见《重金属研究NMT解决方案》