安徽农大宛晓春：NMT为茶树ROS清除能力及氢泵活性强促叶肉保钾提升

基本信息

主题：NMT为茶树ROS清除能力及氢泵活性强促叶肉保钾提升耐旱力的机制提供直接证据

期刊：Journal of Plant Nutrition and Soil Science

影响因子：2.083

研究使用平台：NMT水旱胁迫创新科研平台

标题：Higher ROS scavenging ability and plasma membrane H⁺-ATPase activity are associated with potassium retention in drought tolerant tea plants

作者：安徽农大宛晓春、张显晨

检测离子/分子指标

^K+

检测样品

茶树叶肉组织

中文摘要（谷歌机翻）

干旱是导致茶叶产量和质量下降的主要限制因素之一。我们以前的研究表明，K⁺保留是缓解症状的关键因素。干旱对茶树造成的损害，但是，基本机制仍然 不清楚。在本研究中，耐旱茶树（品种：Zhongcha108）表现出较高的与质膜（PM）H⁺-ATPase活性和较低的负膜电位相比与对干旱敏感的茶树（品种：Ruanzhiwulong）。除了优质的叶肉K⁺保持能力和较高的PM H⁺-ATPase活性，耐旱茶树表现出较低的积累的活性氧（ROS）比敏感的一种。而且，外生的 供应Na₃VO₄（质膜H⁺-ATPase抑制剂）和H₂O₂（模拟质外体的H₂O₂）导致干旱敏感茶树的叶肉中的K⁺流出量显着增加 比未经治疗的综上所述，更高的ROS清除能力和质膜 H⁺-ATPase活性是导致干旱中较高的K⁺保持力的主要因素耐茶树。

离子/分子流实验处理方法

1年生、高20-25 cm的茶树植株用10%PEG处理7 d

离子/分子流实验结果
 

图1A显示了干旱胁迫下，在两个不同品种的茶树叶肉组织中K⁺外排的动态变化。在Zhongcha108和Ruanzhiwulong中，干旱诱导的K⁺外排速率分别达到262和926 pmol cm^-2s^-1。Zhongcha108在干旱胁迫下的平均K⁺外排速率为233 pmol cm^-2s^-1，明显低于Ruanzhiwulong 65%（图1B）。

图1. 干旱胁迫对两个茶树品种叶肉净K⁺外排影响

为了进一步研究ROS稳态和质膜H⁺-ATPase活性对叶肉细胞中K⁺保留的作用，进行了药理学研究。对植物施用H₂O₂（以模拟质外体的H₂O₂）导致叶片叶肉中的K⁺大量外排。此外，充足的Na₃VO₄供应刺激了K⁺外排，平均净K⁺流速与对照处理组相比显著提高了49%（图2）。

图2. H₂O₂和Na₃VO₄对Ruanzhiwulong叶肉组织K⁺外排的影响

其他实验结果

• 干旱胁迫下，Zhongcha108的净光合速率、相对含水量高于Ruanzhiwulong。

• 与对照相比，Ruanzhiwulong叶片的K⁺含量显著低于Zhongcha108。

• 在干旱胁迫下，Zhongcha108保持的负膜电位高于Ruanzhiwulong，Ruanzhiwulong的质膜H⁺-ATPase活性明显低于Zhongcha108。

• 与Ruanzhiwulong品种相比，Zhongcha108中质膜H⁺-ATPase活性水平的一致性导致PMA763和PMA410的表达水平显着增加至三倍和六倍。与PMA763和PMA410相比，干旱胁迫后两个品种中PMA991的表达水平没有显着差异。

• 对照条件下，两个茶叶品种的H₂O₂含量无显著差异，而干旱胁迫后，Ruanzhiwulong比Zhongcha108显著升高63%。DAB染色结果与上述结果一致。

结论

较高的ROS清除能力和质膜H⁺-ATPase活性，是干旱胁迫下干旱耐受型茶树的叶肉保K⁺能力高于干旱敏感型茶树的主要原因。

测试液

0.1 mM CaCl₂, 0.5 mM KCl, pH 5.7

关键词：干旱胁迫；K⁺；质膜H⁺-ATPase；ROS；茶树