硅在轻度NaCl胁迫下介导玉米钠转运和稳态——ISSAG国际硅肥会议

互推小编 2023-09-08

题目：Silicon mediates sodium transport and homeostasis in maize under mild NaCl stress

作者：Bosnic Predrag （塞尔维亚）

Bosnic Dragana （塞尔维亚）

Nikolic Miroslav （塞尔维亚）

关键词：Homeostasis; Maize; Sodium transporters

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硅在轻度NaCl胁迫下介导玉米钠转运和稳态

关键词：体内平衡；玉米；钠转运蛋白

摘要

据推测，盐生植物将钠(Na+)重新利用为“廉价”的渗透膜，从而在芽组织中积累更多的Na+，而糖蛋白则限制了Na+积累，随后在根中积累更多Na+。虽然两种类型都表现出类似的机制参与维持Na+的动态平衡，但是盐生植物由于Na+转运蛋白的不同表达模式而更有效率。然而，Si在Na+转运蛋白表达中的作用还不清楚，Na+转运蛋白参与了钠的摄取、转运和动态平衡。

在营养液中添加40mMNaCl，模拟了盐渍农业土壤的条件，在1.5 mM硅酸的存在下，玉米和玉米杂交种ZP-560的生长情况较好。在盐渍农业土壤中，硅酸的供应量为1.5 mM。我们研究了Na+转运的关键基因的表达，包括根吸收（内流）和挤压（外排），木质部和韧皮部负载/卸载以及液泡运输。通过测量不同组织、室和细胞器中的Na浓度，可以进行比较。

ISSAG国际硅肥会议

在轻度NaCl胁迫（40mM）下，Si的加入显著降低了NaCl胁迫下玉米根尖和皮层中Na的积累，上调了Na+转运蛋白ZmSOS1和蛋白激酶ZmSOS2的表达，从而促进了SOS1转运蛋白的表达。Na+在Si处理的植物根组织中的低积累也是由于ZmHKT1;1参与根共价体对Na+的吸收的表达下调所引起的。而在硅营养植株中，木质部薄壁细胞（中心圆柱）、木质部汁液中Na+浓度显著增加，并伴随着叶片组织中Na+浓度的增加。ZmSOS1和ZmSOS2参与了Na+的木质部负载，ZmHKT1的下调和ZmHKT1的下调都可以解释这种表面上糖体的反常行为；1可以解释根木质部薄壁组织中Na+的卸载。虽然在施硅植物的叶片组织中存在较高的Na积累，但我们清楚地表明叶肉细胞中的液泡与叶绿体Na+的隔离率较高（用Na绿染料共聚焦显微镜观察到），而液泡膜转运蛋白ZmNHX5的表达较高，为液泡中Na+的负载提供了进一步的支持。由此可见，硅营养的植物叶片组织中脂质过氧化水平较低，叶绿素含量增加，枝条生长性能提高。叶组织中Na的分级萃取进一步证明了Si-fed植物也能与细胞壁结合更多的Na+。此外，我们首次发现Si通过韧皮部显著增加了茎根Na+的循环，而ZmHK1的上调表达进一步证实了Si介导的韧皮部运输；负责把Na+装入韧皮部。

综上所述，我们的结果突出了硅在玉米Na+的转运和稳态中的作用的复杂性。因此，Si改变了玉米对盐生植物特有的盐胁迫的典型的糖体行为。