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SlSTE1通過(guò)ABA依賴(lài)的信號(hào)途徑清除ROS提高K/Na比促番茄耐鹽
NMT作為生命科學(xué)底層核心技術(shù)，是建立活體創(chuàng)新科研平臺(tái)的技術(shù)。2005年~2020年，NMT已扎根中國(guó)15年。2020年，中國(guó)NMT銷(xiāo)往瑞士蘇黎世大學(xué)，正式打開(kāi)歐洲市場(chǎng)。
感謝本文通訊作者，江蘇師范大學(xué)朱明庫(kù)副教授校稿
基本信息
主題：NMT發(fā)現(xiàn)SlSTE1通過(guò)ABA依賴(lài)的信號(hào)途徑清除ROS提高K/Na比促番茄耐鹽
期刊：Journal of Integrative Plant Biology
影響因子：4.885
研究使用平臺(tái)：NMT植物耐鹽創(chuàng)新平臺(tái)
標(biāo)題：SlSTE1 promotes ABA-dependent salt stress-responsive pathways via improving ion homeostasis and ROS scavenging in tomato
作者：江蘇師范大學(xué)朱明庫(kù)、李宗蕓、孟小慶、蔡敬
檢測(cè)離子/分子指標(biāo)
H+，K+
檢測(cè)樣品
番茄根（距根尖500 μm根表上的點(diǎn)）
高鹽是降低作物生產(chǎn)力和品質(zhì)的主要限制因素之一。本研究報(bào)告了沒(méi)有任何已知保守結(jié)構(gòu)域的小蛋白SALT TOLERANCE ENHANCER1（STE1）是番茄耐鹽所必需的。與WT相比，過(guò)表達(dá)SlSTE1（OE）增強(qiáng)了植物對(duì)多種氯化鹽（NaCl、KCl和LiCl）和氧化脅迫的耐受性，同時(shí)提高了抗氧化酶的活性，增加了ABA和葉綠素的含量，減少了MDA和ROS的積累。而且，OE植株中K+外排減少，H+外排增加，誘導(dǎo)了較高的K+/Na+比值。相比之下，SlSTE1-RNAi植株對(duì)鹽脅迫的耐受性下降。RNA-seq數(shù)據(jù)顯示，鹽脅迫下OE植株vs WT植株中有1330個(gè)DEGs，編碼TFs、逆境相關(guān)蛋白、次生代謝、激酶和激素合成/信號(hào)相關(guān)蛋白（尤其是ABA和ACC）的多種多樣的基因的轉(zhuǎn)錄顯著升高。此外，SlSTE1-OE植株對(duì)ABA的敏感性增強(qiáng)，結(jié)果表明SlSTE1通過(guò)與SlPYLs和SlSnRK2s相互作用，促進(jìn)ABA依賴(lài)的鹽脅迫響應(yīng)途徑?？傊?，本研究表明，SlSTE1蛋白通過(guò)ABA信號(hào)傳導(dǎo)、ROS清除、提高離子穩(wěn)態(tài)來(lái)賦予番茄耐鹽性。
離子/分子流實(shí)驗(yàn)處理
25日齡番茄（WT 及轉(zhuǎn)基因株系），100 mM NaCl實(shí)時(shí)處理。
離子/分子流實(shí)驗(yàn)結(jié)果
非損傷微測(cè)技術(shù)（NMT）結(jié)果顯示，NaCl實(shí)時(shí)處理誘導(dǎo)WT和OE植株根尖K+和H+外排速率顯著增加，而OE植株的K+和H+外排速率顯著低于WT植株（圖1）。
圖1. 鹽脅迫對(duì)WT和OE植株根尖K+和H+實(shí)時(shí)流速動(dòng)態(tài)變化的影響。
圖2. 植物根部檢測(cè)圖
其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果
多種脅迫和激素處理能顯著誘導(dǎo)SlSTE1的表達(dá)。
lSTE1-OE植株在NaCl、KCl和LiCl等不同類(lèi)型鹽脅迫下的表現(xiàn)均優(yōu)于WT，因此，SlSTE1對(duì)鹽的響應(yīng)并不對(duì)鈉具有特異性。
轉(zhuǎn)基因株系在鹽脅迫下的不同存活率與相應(yīng)的生理參數(shù)有關(guān)。
鹽脅迫下，OE的Na+積累比WT少，K+/Na+比值高于WT，且OE中幾乎所有檢測(cè)到的參與離子平衡的基因的表達(dá)也都高于WT。
鹽脅迫15 d后，OE積累的ROS遠(yuǎn)少于WT，而Ri植株積累的ROS水平與WT相當(dāng)。
WT幼苗在5 μM MV（誘導(dǎo)葉綠體產(chǎn)生超氧自由基的除草劑甲基紫精）處理下根長(zhǎng)和地上部分長(zhǎng)度均顯著小于OE。
在鹽脅迫下，SlSTE1影響多種非生物和生物脅迫及激素相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。
SlSTE-OE植株表現(xiàn)出對(duì)ABA的敏感性的改變，而對(duì)ACC的敏感性改變不大。
SlSTE1對(duì)調(diào)控ABA相關(guān)基因的表達(dá)至關(guān)重要。
SlSTE1可以通過(guò)與番茄中的SlPYLs和SlSnRK2s相互作用來(lái)調(diào)控ABA通路。
本結(jié)果表明，SlSTE1在抗鹽脅迫防御機(jī)制中的功能參與與ABA介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)，增強(qiáng)的ROS清除能力和K+/Na+穩(wěn)態(tài)有關(guān)。SlSTE1的過(guò)表達(dá)還會(huì)影響許多脅迫響應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄，并整合其他有益的特性，如對(duì)不同類(lèi)型的鹽脅迫和氧化脅迫的耐受性。因此，本研究表明SlSTE1通過(guò)改善番茄體內(nèi)的離子穩(wěn)態(tài)和ROS清除，促進(jìn)ABA依賴(lài)的鹽脅迫應(yīng)答途徑。
測(cè)試液
0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 6.0
儀器采購(gòu)信息
據(jù)中關(guān)村NMT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟了解，江蘇師范大學(xué)于2013年采購(gòu)了美國(guó)揚(yáng)格公司公司的非損傷微測(cè)系統(tǒng)。
2019版《NMT論文集》已出版
關(guān)鍵詞：番茄；鹽脅迫；ROS；離子平衡 ；轉(zhuǎn)錄；氧化脅迫