兰大王锁民：木栓质通过排钠保钾及限制水回流促植物耐盐
nmt作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的*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。
基本信息
主题：木栓质通过排钠保钾及限制水回流促植物耐盐
期刊：plant and soil
影响因子：3.259
研究使用平台：nmt植物耐盐创新平台
标题：aliphatic suberin confers salt tolerance to arabidopsis by limiting na+ influx, k+efflux and water backflow
作者：兰州大学王锁民、王沛
检测离子/分子指标
na+，k+
检测样品
拟南芥（wt和cyp86a1突变体）根，距根尖顶端600-800 μm的根表上的点
研究背景（来源：兰州大学）
土壤盐渍化是严重制约植物生长和作物产量的主要非生物因素之一。耐盐机制的研究有助于改良植物的抗逆性，对农牧业生产及生态环境的恢复具有重要意义。
相对于盐生植物，非选择性的na+吸收是大多数甜土植物对盐敏感的重要原因，在根系内皮层细胞壁上，一类保护性屏障木栓质被认为在限制na+吸收方面发挥着重要作用，但其作用机制尚不明确。王锁民教授团队联合兰州大学萃英讲席教授、加拿大卡尔顿大学owen rowland教授团队，发现模式植物拟南芥中根内皮层木栓质能限制na+通过跨细胞途径而非质外体途径流入维管组织，同时减少水分和k+向土壤的回流，从而赋予植物较强的耐盐性。
离子/分子流实验处理方法
5周龄水培拟南芥，用50 mm nacl处理7d
离子/分子流实验结果
在对照条件下，野生型和cyp86a1突变体的根中有净na+内流，但在50 mm nacl处理下，净na+流速转为外排（图1a-b）。当用50 mm nacl处理时，cyp86a1突变体根中的净na+外排与野生型根中的na+外排相比，显著降低了38.5％（图1b）。没有nacl处理时，野生型和cyp86a1均存在净k+内流，尽管cyp86a1根中的k+内流速率比野生型低（图1c-d）。nacl处理在野生型和cyp86a1根中均引起k+外排，但加入50 mm nacl后，cyp86a1根中的净k+外排量比野生型中的k+外排量高1.96倍（图1c-d）。
图1
其他实验结果
cyp86a1的敲除突变增加了拟南芥对盐胁迫的敏感性。
nacl诱导野生型植物中cyp86a1的表达和木栓化。
cyp86a1的突变改变了盐胁迫下离子的积累。
cyp86a1根的其他阳离子的渗漏量均高于野生型植物的根。
cyp86a1中的质外体示踪剂流量不超过野生型。
cyp86a1的突变改变了拟南芥根的渗透系数。
结论
与野生型植物相比，cyp86a1的脂肪族木栓质缺乏导致盐胁迫下离子和水更容易穿过内皮层，更多的na+通过跨细胞径向转运途径进入中柱并终到达叶片。这些额外的na+对植物是有毒的，由于叶片k+的减少，增加了从根部通过细胞外屏障的外排，从而增强了毒性。
离子流实验使用的测试液
0.1 mm kcl, 0.1 mm cacl2, 0.5 mm nacl, 0.2 mm na2so4, 0.3 mm mes, ph6.0
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na+，k+
检测样品
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研究背景（来源：兰州大学）
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相对于盐生植物，非选择性的na+吸收是大多数甜土植物对盐敏感的重要原因，在根系内皮层细胞壁上，一类保护性屏障木栓质被认为在限制na+吸收方面发挥着重要作用，但其作用机制尚不明确。王锁民教授团队联合兰州大学萃英讲席教授、加拿大卡尔顿大学owen rowland教授团队，发现模式植物拟南芥中根内皮层木栓质能限制na+通过跨细胞途径而非质外体途径流入维管组织，同时减少水分和k+向土壤的回流，从而赋予植物较强的耐盐性。
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在对照条件下，野生型和cyp86a1突变体的根中有净na+内流，但在50 mm nacl处理下，净na+流速转为外排（图1a-b）。当用50 mm nacl处理时，cyp86a1突变体根中的净na+外排与野生型根中的na+外排相比，显著降低了38.5％（图1b）。没有nacl处理时，野生型和cyp86a1均存在净k+内流，尽管cyp86a1根中的k+内流速率比野生型低（图1c-d）。nacl处理在野生型和cyp86a1根中均引起k+外排，但加入50 mm nacl后，cyp86a1根中的净k+外排量比野生型中的k+外排量高1.96倍（图1c-d）。
图1
其他实验结果
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cyp86a1的突变改变了盐胁迫下离子的积累。
cyp86a1根的其他阳离子的渗漏量均高于野生型植物的根。
cyp86a1中的质外体示踪剂流量不超过野生型。
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结论
与野生型植物相比，cyp86a1的脂肪族木栓质缺乏导致盐胁迫下离子和水更容易穿过内皮层，更多的na+通过跨细胞径向转运途径进入中柱并终到达叶片。这些额外的na+对植物是有毒的，由于叶片k+的减少，增加了从根部通过细胞外屏障的外排，从而增强了毒性。
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