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旭月(北京)科技有限公司(http://xuyue.net),是2005年创立于中关村科技园区的国家高新技术企业。创始人许越先生,曾服务于美国航空航天局NASA,是现代“非损伤微测技术(NMT)”奠基人,动态分离子组学(imOmics)创始人,NMT产业化倡导者,美国扬格公司(http://youngerusa.com)现任总裁。
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JHM南农崔瑾:NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物实时Cd吸收的效果
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下一篇 2021-01-08 16:39:18
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必备技术。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:NMT发现富氢水可以提升Zn抑制植物实时Cd吸收的效果
期刊:Journal of Hazardous Materials
影响因子:9.038
研究使用平台:NMT重金属创新平台
标题:IRT1 and ZIP2 were involved in exogenous hydrogen-rich water-reduced cadmium accumulation in Brassica chinensis and Arabidopsis thaliana
作者:南京农业大学崔瑾、吴雪
检测离子/分子指标
Cd2+
检测样品
① 小白菜根伸长区(距根尖600 μm根表上的点)和成熟区(距根尖1600 μm根表上的点)
② 拟南芥根伸长区(距根尖200 μm根表上的点)和成熟区(距根尖600 μm根表上的点)
通过Cd(镉)浓度,Cd2+荧光染色,NMT(非损伤微测技术)对Cd吸收进行分析,结果表明,HRW(hydrogen-rich water,富氢水)在降低小白菜幼苗根部对Cd的吸收方面具有显著的积极作用。BcIRT1(铁调节转运蛋白1)和BcZIP2(锌调节转运蛋白2)是小白菜中主要的Cd转运蛋白,但它们在HRW减少Cd吸收过程中的作用仍然未知。本研究验证了IRT1和ZIP2在白菜和拟南芥中HRW减少Cd吸收中的功能。在拟南芥中的异源和同源表达表明,HRW显著降低了野生型(Col-0)和转基因拟南芥IRT1和ZIP2中的Cd含量,但irt1和zip2突变体除外。NMT检测表明,HRW不仅降低了Cd2+在WT和转基因株系根部的内流,而且增强了Zn和Cd之间的竞争。综合来看,HRW诱导的植物Cd积累减少可能是通过抑制BcIRT1和BcZIP2的表达,影响BcIRT1和BcZIP2对离子吸收的偏好性导致的。
离子/分子流实验处理方法
预处理
① 2日龄小白菜幼苗在0、50% HRW中处理1 d
② 15-17日龄拟南芥幼苗在0、50% HRW中处理1 d
实时处理
6.25 μM/L FeSO4 或7.5 μM/L ZnSO4实时处理10日龄拟南芥幼苗
HRW预处理使小白菜根伸长区和成熟区Cd2+流速分别降低了21.01%和31.97%(图1)。
图1. 50 μM Cd处理下HRW预处理对小白菜根部伸长区(A, C, E)和成熟区(B, D, F)Cd2+流速的影响
研究发现,除irt1-和zip2-突变体外,HRW预处理显著降低了拟南芥根伸长区Cd2+内流(图2)。HRW使WT和IRT1-和ZIP2-转基因拟南芥(图2G, H)的Cd2+平均内流速率从30.34 %显著降低到34.91 %。
图2. 50 μM Cd处理下HRW预处理对转基因拟南芥根伸长区Cd2+流速的影响
为了阐明Cd与Fe或Zn的相互关系,使用NMT技术对实时Fe2+或Zn2+处理下拟南芥根(距根尖200 μm)Cd2+流速进行了检测。无论有无HRW预处理,Fe2+的加入都急剧减少了Cd2+的内流,这可能是由于它们在根系吸收离子过程中的相互竞争所致(图3A)。在ZIP2型株系中,Zn2+显著减少了Cd2+的内流(图3B)。此外,进一步分析了由于添加铁或锌引起的Cd2+流速的降低率。结果表明,HRW预处理不会影响Cd2+和Fe2+之间的竞争关系(图3C)。但添加Zn2+时,37 %的HRW预处理显著降低了Cd2+流速(图3D)。这表明HRW处理后,更多的Zn2+被转运蛋白吸收,从而降低了对Cd2+的吸收。
图3. 实时Fe2+或Zn2+处理对有无HRW预处理的拟南芥根系Cd2+流速的影响
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