Front Plant Sci:光照/黑暗诱导的叶肉细胞电位变化与离子流动力学相关
转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟
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基本信息
主题:光照/黑暗诱导的叶肉细胞电位变化与离子流动力学相关
期刊:Frontiers in Plant Science
影响因子:4.402
标题:Illumination/Darkness-Induced Changes in Leaf Surface Potential Linked With Kinetics of Ion Fluxes
作者:中国农业大学黄岚、Jinhai Li
检测离子/分子指标
H+, K+, Ca2+, Cl-
检测样品
3周龄蚕豆幼苗最嫩的成熟叶片叶肉组织
中文摘要(谷歌机翻)
离子/分子流实验处理方法
(1)光周期黑暗/光照交替刺激(2)光周期黑暗/光照交替刺激+50 mM NaCl处理
图1
图2
在周期性光照/黑暗条件下,Ca2+也表现出与H+流速类似的变化(图2A,B)。在照明阶段开始时,净Ca2+通量逐渐从流出变为流入,并在大约4min内达到峰值(~3.9 nmol cm-2s-1),然后以更快的速度下降。在黑暗阶段开始时,Ca2+的内流持续减少,并在大约2min内变为外排,在大约4min内达到峰值。与正常条件相比,经50mM NaCl刺激后,Ca2+的跨膜转运状态发生了显著变化,Ca2+的内流显著增加(图2B)。
图3
K+流速显示出周期性变化,以响应周期性光照/黑暗(图3A)。在NaCl刺激前,净K+ 流速呈内流和外排交替状态。黑暗条件下,K+外流逐渐减少,并在约3min内变为外排,光照条件下,K+外流先增加后逐渐减少。光照开始后3min左右,K+开始大量内流。在50mM NaCl刺激下,K+流速与正常条件下有显著差异(图3B)。净K+流速保持在外排状态。在黑暗阶段,K+的外排量开始减少并达到峰值(~1.7nmol cm-2s-1)。此后,随着黑暗的延长,外排逐渐增大。在光照条件下,K+外排持续增加,并在约3min内达到峰值(~4.5nmol cm-2s-1)。随着光照时间的延长,K+外排逐渐减少。
图4
周期性光照引起净Cl-流速的周期性变化(图4A)。在光照条件下,Cl-的内流量逐渐达到最大值。此后,Cl-的内流逐渐减少。大约3min后,净Cl-流速开始外排。在黑暗条件下,Cl-的外排量持续增加并达到峰值。大约7分钟后,净Cl-流速变为内流。在周期性光照/黑暗和50 mM NaCl刺激下的净Cl-流速(图4B)不同于正常条件下(图4A)。NaCl刺激后,Cl-流速发生显著变化。在50mM NaCl的刺激下,无论在光照或黑暗条件下,都能记录到大量的Cl-流速,且其峰值内流量是盐刺激前的几倍。
其它实验结果
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光诱导生物电发生(light-induced bioelectrogenesis,LIB)的波形、振幅和变化与光照强度和持续时间有关。
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NaCl浓度与光诱导叶片产生的周期性电位有关。随着NaCl浓度的增加,同一叶片产生的电位幅值显著降低。
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周期性的光照/黑暗变化诱导叶片产生缓慢变化的电信号。但这些波动并没有从受激叶片传播到其他叶片。
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在周期性光照/黑暗条件下,LIB的周期性变化涉及离子跨膜转运的动态变化。
结论
离子流实验使用的测试液
2 mM KCl,1 mM CaCl2, pH 6.5
2 mM KCl,1 mM CaCl2,50 mM NaCl,pH 6.5
文章原文:https://www.researchgate.net/publication/337085217
关键词:电信号,膜电位,光诱导生物电生成,周期性照明/黑暗,盐胁迫,离子机制,灰色关联分析