New Phytol于彦春/武丽敏:NMT发现KAR酶失活致热激后叶肉吸Ca失调为KAR酶通过调节胁迫信号赋予水稻耐热性提供证据-自主发布-资讯-生物在线

New Phytol于彦春/武丽敏:NMT发现KAR酶失活致热激后叶肉吸Ca失调为KAR酶通过调节胁迫信号赋予水稻耐热性提供证据

作者:旭月(北京)科技有限公司 2021-09-14T15:51 (访问量:9250)

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45℃高温实时处理

离子/分子流实验结果

质膜对于植物热感应、细胞响应和Ca2+信号转导至关重要。因此,本研究检测了热胁迫诱导的叶肉细胞Ca2+内流。热处理前10 min,hts1突变体叶肉细胞的热诱导瞬时净Ca2+内流速率比野生型细胞平均高4.1倍(图1)



其他实验结果


  • HTS1利于水稻耐热性和氧化应激响应

  • hts1突变体的热超敏性是由LOC_Os04g30760基因的突变引起的

  • HTS1是由轮藻进化而来,在陆地植物中进化保守

  • HTS1定位于类囊体膜,可以被热处理诱导

  • HTS1具有KAR活性和较高的热稳定性

  • hts1突变体在脂肪酸生物合成方面存在缺陷

  • 热胁迫下,缺乏HTS1会加速破坏细胞膜的完整性。

  • HTS1缺失可能导致快速的Ca2+和ROS信号传导,从而影响HsfA2s及其靶基因在热胁迫下的转录激活。

结论

本研究的结论是,HTS1的缺乏直接损害了hts1突变体的脂肪酸生物合成和脂质代谢。脂肪酸含量的减少(主要是C16:0和C18:3)破坏了热应激下细胞膜系统的完整性和稳定性,造成热诱导的Ca2+和ROS信号转导级联的异常。HTS1的突变也会导致HSF和HSP网络的转录活性受到抑制,从而导致HSR调节功能受损和热损伤不受控制。因此,研究认为HTS1通过影响膜稳定性、热胁迫相关转录活性以及潜在的Ca2+和ROS信号,对水稻耐热性至关重要,是de novo脂肪酸合成的关键因子(图2)。研究高温胁迫下脂肪酸合成与胁迫信号的关系,将有助于更好地了解未来气候条件下的植物育种



图2. HTS1调控水稻耐热性的工作模型。


测试液


0.1 mM KCl, 0.1 mMCaCl2, 0.5 mM NaCl, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na2SO4, pH 6.5


NMT实验标准化方案


·温度胁迫研究NMT标准化方案


NMT仪器信息

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