基本信息
主题：NMT发现GSNOR通过调控K+稳态增强植物对铵毒的耐受性
期刊：Journal of Experimental Botany
影响因子：5.908
研究使用平台：NMT植物营养创新平台
标题：Induction of S-nitrosoglutathione reductase protects root growth from ammonium toxicity by regulating potassium homeostasis in Arabidopsis and rice
作者：中科院南京土壤研究所李光杰、张琳、宋海燕
检测离子/分子指标
K+
检测样品
拟南芥根成熟区（距根尖~2500 μm根表上的点）
铵（NH4+）对大多数植物的根系生长来说，在中等浓度水平下已经产生毒害作用，但根系对NH4+的耐受机制依然不甚清楚。本文报道了较高浓度的NH4+通过SNO1（sensitive to nitric oxide 1）/SOS4（salt overly sensitive 4）基因途径抑制K+的吸收，诱导NO的积累，从而抑制主根生长。NH4+也促进了根系GSNOR（S-亚**谷胱甘肽还原酶）的积累。过表达GSNOR提高了根系对NH4+的耐受性，而GSNOR的缺失会进一步诱导NO的积累，提高了SNO1/SOS4活性，从而降低了根系组织中K+含量，增强了根系对NH4+的生长敏感性。此外，GSNOR同源基因OsGSNOR在水稻铵耐性中同样发挥相似作用。免疫印迹结果表明，铵诱导的GSNOR蛋白增加有赖于VTC1（Vitamin C1）的功能，在vtc1-1突变体中，铵对GSNOR蛋白的诱导效应完全丧失，导致根系过量的NO积累及严重的钾离子稳态失衡，对NH4+毒性具有超敏性。在vtc1-1突变体中强化GSNOR基因，可以部分恢复vtc1-1突变体的铵耐性。本研究表明，GSNOR依赖于VTC1，通过抑制NO介导的组织K+的抑制来增加根系对NH4+的耐受性。
离子/分子流实验处理
7日龄拟南芥，在0、10 mM NH4+的生长培养基中培养24 h。
离子/分子流实验结果
为了评估NO在高NH4+条件下对根部K+积累的作用，研究用NMT检测了根部表皮细胞的净K+流速。NH4+处理减少了Col-0和nox1（NO-overproducting mutant）的净K+内流；然而，在对照和NH4+处理下，nox1的K+内流都明显低于Col-0（图1），与K+含量分析一致。NO与K+含量呈负相关，表明NO参与了NH4+抑制的拟南芥K+吸收过程。与Col-0对照组相比，NH4+处理下，sno1/sos4突变体K+内流速率同样明显降低（图1）。
图1. Col-0、nox1和sno1/sos4根系成熟区的净K+流速。
图2. 拟南芥根成熟区K+检测图
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