南农PP：NMT主导钙依赖的活性氧信号介导富氢水促根系拒镉的研究| NMT活性氧创新科研平台

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

NMT作为生命科学关键核心技术，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。

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主要内容转自“植物科研（zhiwukeyan）”

基本信息

研究使用平台：NMT活性氧创新科研平台

期刊：Plant Physiology

主题：NMT主导钙依赖的活性氧信号介导富氢水促根系拒镉的研究

标题：Calcium-Dependent Hydrogen Peroxide Mediates Hydrogen-Rich Water-Reduced Cadmium Uptake in Plant Roots

检测指标

Ca²⁺、Cd²⁺、H⁺、H₂O₂

检测样品

白菜根

离子流实验处理方法

1、Ca²⁺流实验处理方法

使用了两种Ca²⁺通道抑制剂（Gd³⁺和La³⁺）瞬时处理。

2、Cd²⁺流实验处理方法

1）3d大的白菜幼苗转入对照、富氢水(50%饱和度)或富氢水+Cd处理溶液中60min，检

测5min后加入50 μM CdCl₂；

2）幼苗用富氢水 /不加富氢水预处理30分钟，然后在50 μM CdCl₂溶液中预处理1h、6h、12h、24h、48h 5个时间点的流速。

3、H₂O₂流实验处理方法

1）检测3d大的白菜根用富氢水或50μM CdCl₂处理后不同时间点（5、10、15、20、25、30min）H₂O₂的稳定通量。

2）将3d大白菜幼苗转入对照(Con)或富氢水溶液中20min,在50μMCdCl₂瞬时加入后，测量30min内的净H₂O₂通量。

Cd²⁺流结果

向溶液中添加Cd导致瞬时Cd²⁺流入，在伸长区的峰值在70至120 nmol m^-2s^-1之间，在成熟区的峰值在50至80 nmol m^-2s^-1之间。然后内流量逐渐减少。在两个区域中，富氢水预处理的根中Cd²⁺的净流入量均显着低于未预处理的对照（2倍；P<0.05）（A和B）。当与Cd一起施用时，富氢水的有益作用不那么强，因此直接作用的可能性不大。

然后我们研究了富氢水培养时间对根系Cd²⁺吸收的影响（间隔1h～48h）。当根在富氢水中浸泡1或6h时，净Cd²⁺内流通量比未处理的根低（2倍）。长期暴露导致根系Cd吸收量逐渐减少，在24h和48h处理中检测到少量但显著的Cd²⁺净流出量（C和D）。

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Ca²⁺流结果

胞质Ca²⁺是普遍存在的第二信使，在这项研究中，添加HRW导致伸长和成熟根区都有快速的Ca²⁺流入。这些结果暗示Ca²⁺参与HRW减少的Cd吸收。加入H₂O₂导致Ca²⁺迅速增加从根伸长区流出。

使用了两种Ca²⁺通道抑制剂（Gd³⁺和La³⁺）来进一步验证Ca²⁺作为植物根部Cd²⁺转运体HRW信号转导成分的作用。结果表明在Cd条件下HRW激活了Ca²⁺通道，HRd预处理诱导的Cd胁迫下BcIRT1表达下调被Gd³⁺协同处理完全抵消。

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H₂O₂流结果

通过NMT研究了富氢水对Cd诱导的H₂O₂外排的影响（A-B）。在Cd处理下30min内（图5A中的白点）未测量到来自根部伸长区的H₂O₂通量，而15min 富氢水处理导致H₂O₂外排量显着增加。这种增加在20min时达到最大值（约2pmol m^-2s^-2），然后开始下降（A中的蓝点）。加入镉后约15min，与对照相比，用富氢水预处理的根中H₂O₂外排量显着增加（B）。