Plants

次优温度会对番茄(Solanum lycopersicum)的生长发生倒霉影响而K+在植物的耐寒性中起着重要作用。然而番茄对次优温度的基因表达和K+吸收的反映仍不十分清楚。为相识决这些问题将一个耐寒番茄栽培品种东农722(T722)和一个寒敏感栽培品种东农708(S708)划分袒露于次优(15/10℃)和正常温度(25/18℃)下研究其生长、K+吸收特性和全局基因表达的差异。效果讲明与S708相比T722体现出较低的植株生长速度、全株K+量和K+净吸收率的降低T722在亚优温度条件下还具有较高的过氧化物酶活性和较低的K+外排速率。RNA-seq分析讲明在S708和T722的根中划分发现了响应于次优温度的差异表达基因(DEGs)共1476个和2188个。功效分类显示大部门DEG到场了“植物激素信号转导”、“苯丙醇生物合成”、“硫代谢”和 “细胞色素P450”。仅在T722中显著上调的基因涉及“苯丙醇生物合成”和“植物激素信号转导”途径。此外研究还发现次优温度抑制了两个栽培品种中编码K+转运体SIHAK5基因的表达但仅在S708中降低了编码K+通道AKT1基因的表达。总的来说本研究效果展现了番茄根部的低温相应基因为进一步研究亚低温下番茄K+吸收的机制提供了基础。

基本信息

番茄根距根尖400 μm根表上的点

期刊:Plants-Basel

低温耐受型番茄(T722)和低温敏感型番茄(S708)在对照(25/18℃)或次优温度(15/10℃)下处置惩罚5 h和5 d。

K+

处置惩罚后5 h在正常和次优温度条件下10 min的检测期内两个品种的K+均体现出稳定且连续的流速(图2b)。在处置惩罚5 d时正常和次优温度条件下S708中K+的净流速趋势与T722中的相似。在次优温度条件下10 min检测期间S708的K+流速从T722 pmol cm-2s-1增加到308 pmol cm-2s-1T722从65.57 pmol cm-2s-1增加到92.62 pmol cm-2s-1(图2b)。

作者:东北农业大学吴凤芝、高欢

检测离子/分子指标

标题:Gene Expression and K+ Uptake of Two Tomato Cultivars in Response to Sub-Optimal Temperature

检测样品

研究使用平台:NMT植物温度胁迫创新平台

中文摘要(谷歌机翻)

影响因子:2.762

离子/分子流实验处置惩罚方法

主题:NMT发现耐寒番茄在低温胁迫下保钾能力更强

离子/分子流实验效果

处置惩罚5 h后在正常温度(CK)和次优温度(T)下T722根中K+内流而在S708根中K+外排(图1a)。在处置惩罚5 d时正常温度条件下两个品种都泛起了K+内流。然而在次优温度条件下两个品种的K+外排速率显著增加而且在S708中视察到更显着的增加(图1a)。

图1. 在正常温度和次优温度条件下S708和T722根尖中K+的平均流速变化

关键词:次优温度;番茄;转录组;钾;吸收

图2. 在正常温度和次优温度条件下S708和T722根尖中K+的净流速变化

其他实验效果

次优温度处置惩罚5 d后显著降低了S708的株高、植物生长率、根外貌积和总根长。 次优温度处置惩罚会增加MDA含量和POD活性降低全株K+含量。 次优温度显著降低了两个番茄品种的K+净吸收率和转运率。 T722中上调或下调的差异基因数量远高于S708。 在次优温度条件下两个品种中编码水通道卵白的两个基因均被抑制。

结论

研究发现两个番茄品种对次优温度的响应是差别的。与低温敏感型番茄品种S708相比低温耐受型番茄T722在次优温度条件下植株生长速率、全株K+含量和净K+吸收速率下降幅度较小POD活性较高K+外排速率较低。RNA-seq分析讲明T722在处置惩罚5 d时的DEGs总数高于S708。GO和KEGG富集分析显示次优温度条件下S708和T722之间到场ROS稳态和激素代谢相关的基因存在差异表达。在次优温度下T722中这些基因的上调可能在调治植物根系生长和耐寒性方面发挥重要作用。此外研究还发现次优温度抑制了K+通道AKT1编码基因的表达而AKT1仅在S708中与K+吸收有关可能是K+含量比T722少的原因之一。效果展现了番茄根系低温响应基因为进一步研究番茄在次优温度下吸收K+的机制奠基了基础。

测试液

0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl2, 0.3 mM MES, pH 6.0

NMT作为生命科学底层焦点技术是建设活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年NMT已扎根中国15年。2020年中国NMT销往瑞士苏黎世大学正式打开欧洲市场。

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