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基本信息

主題：NMT發現AtPiezo介導植物根冠Ca²⁺流響應機械力

期刊：International Journal of Molecular Sciences

影響因子：4.556

研究使用平臺：NMT機械刺激信號研究創新平臺

標題：AtPiezo Plays an Important Role in Root Cap Mechanotransduction

作者：加州大學伯克利分校欒升，蘭州大學何凱、Xianming Fang

檢測離子/分子指標

Ca²⁺

檢測樣品

擬南芥根冠（距根尖0 μm根表上的的點）

離子/分子流實驗處理

5日齡擬南芥幼苗

在動物體內，Piezo蛋白作為非選擇性陽離子內流離子通道發揮作用。特別是Piezo蛋白主要介導Ca²⁺的流速。研究使用非損傷微測技術（NMT）來檢測根冠中Ca²⁺的流速（圖1A）。在液體測試環境中，研究發現WT根冠處的凈Ca²⁺內流速率明顯高于atpiezo突變體的內流速率（圖1B, C）。這些結果表明AtPiezo可能影響根冠中Ca²⁺的流動。

圖1. AtPiezo影響植物根冠Ca²⁺流速。（A）采用NMT測量Ca²⁺速率的位置示意圖。（B）在培養基上生長5天的Col-0、piezo-1和piezo-c1幼苗的凈Ca²⁺速率。（C）根冠Ca²⁺流速的實時變化情況

其他實驗結果

• 本研究在篩選的37種代表性的植物中都發現了Piezo基因，并且Piezo蛋白的C端結構域是保守的。

• AtPiezo在擬南芥根和幼葉中高度表達。在幼苗的根中，AtPiezo在根維管系統和根尖中特異性表達。根尖的橫截面顯示AtPiezo主要在根冠中表達。RT-PCR的結果與GUS染色結果一致。

• AtPiezo可能影響植物根系對培養基表面力的響應。

• 當擬南芥在含有0.8%瓊脂的培養基中生長時，atpiezo突變體中螺旋根和側根的數量都比WT多。

• 研究推測atpiezo突變體的根冠對機械力的敏感度較低，導致根冠形態發生改變，可能會影響根的生長方向，決定根的結構。

結論

測試液

0.1 mM KCl, 0.1 mM CaCl₂, 0.3 mM MES, 0.2 mM Na₂SO₄, pH 6.0

儀器采購信息

• 據中關村NMT產業聯盟了解，蘭州大學草科院、生科院分別于2016年、2019年采購了美國揚格公司的非損傷微測系統。