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基本信息

主題：NMT為茶樹ROS清除能力及氫泵活性強促葉肉保鉀提升耐旱力的機制提供直接證據

期刊：Journal of Plant Nutrition and Soil Science

影響因子：2.083

研究使用平臺：NMT水旱脅迫創新科研平臺

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

作者：安徽農大宛曉春、張顯晨

檢測離子/分子指標

^K+

檢測樣品

茶樹葉肉組織

中文摘要（谷歌機翻）

干旱是導致茶葉產量和質量下降的主要限制因素之一。我們以前的研究表明，K⁺保留是緩解癥狀的關鍵因素。干旱對茶樹造成的損害，但是，基本機制仍然 不清楚。在本研究中，耐旱茶樹（品種：Zhongcha108）表現出較高的與質膜（PM）H⁺-ATPase活性和較低的負膜電位相比與對干旱敏感的茶樹（品種：Ruanzhiwulong）。除了優質的葉肉K⁺保持能力和較高的PM H⁺-ATPase活性，耐旱茶樹表現出較低的積累的活性氧（ROS）比敏感的一種。而且，外生的 供應Na₃VO₄（質膜H⁺-ATPase抑制劑）和H₂O₂（模擬質外體的H₂O₂）導致干旱敏感茶樹的葉肉中的K⁺流出量顯著增加 比未經治療的綜上所述，更高的ROS清除能力和質膜 H⁺-ATPase活性是導致干旱中較高的K⁺保持力的主要因素耐茶樹。

離子/分子流實驗處理方法

1年生、高20-25 cm的茶樹植株用10%PEG處理7 d

離子/分子流實驗結果
 

圖1A顯示了干旱脅迫下，在兩個不同品種的茶樹葉肉組織中K⁺外排的動態變化。在Zhongcha108和Ruanzhiwulong中，干旱誘導的K⁺外排速率分別達到262和926 pmol cm^-2s^-1。Zhongcha108在干旱脅迫下的平均K⁺外排速率為233 pmol cm^-2s^-1，明顯低于Ruanzhiwulong 65%（圖1B）。

圖1. 干旱脅迫對兩個茶樹品種葉肉凈K⁺外排影響

為了進一步研究ROS穩態和質膜H⁺-ATPase活性對葉肉細胞中K⁺保留的作用，進行了藥理學研究。對植物施用H₂O₂（以模擬質外體的H₂O₂）導致葉片葉肉中的K⁺大量外排。此外，充足的Na₃VO₄供應刺激了K⁺外排，平均凈K⁺流速與對照處理組相比顯著提高了49%（圖2）。

圖2. H₂O₂和Na₃VO₄對Ruanzhiwulong葉肉組織K⁺外排的影響

其他實驗結果

• 干旱脅迫下，Zhongcha108的凈光合速率、相對含水量高于Ruanzhiwulong。

• 與對照相比，Ruanzhiwulong葉片的K⁺含量顯著低于Zhongcha108。

• 在干旱脅迫下，Zhongcha108保持的負膜電位高于Ruanzhiwulong，Ruanzhiwulong的質膜H⁺-ATPase活性明顯低于Zhongcha108。

• 與Ruanzhiwulong品種相比，Zhongcha108中質膜H⁺-ATPase活性水平的一致性導致PMA763和PMA410的表達水平顯著增加至三倍和六倍。與PMA763和PMA410相比，干旱脅迫后兩個品種中PMA991的表達水平沒有顯著差異。

• 對照條件下，兩個茶葉品種的H₂O₂含量無顯著差異，而干旱脅迫后，Ruanzhiwulong比Zhongcha108顯著升高63%。DAB染色結果與上述結果一致。

結論

較高的ROS清除能力和質膜H⁺-ATPase活性，是干旱脅迫下干旱耐受型茶樹的葉肉保K⁺能力高于干旱敏感型茶樹的主要原因。

測試液

0.1 mM CaCl₂, 0.5 mM KCl, pH 5.7

關鍵詞：干旱脅迫；K⁺；質膜H⁺-ATPase；ROS；茶樹