第136期-植物吸收氮营养过程的微观机制

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群众杨根部NH4+和NO3-的净流速与H+的净流速存在密切关系

氮(N)是蛋白质,核酸,叶绿素的重要成分,也是许多植物的次生代谢产物,在植物生长过程参与着众多的生理环节,因此氮素是植物生长所需的大量主要营养元素。像大部分的木本植物一样,群众杨也是通过添加氮肥来提高它的产量。众所周知,铵盐(NH4+)和硝酸盐(NO3-)是植物从土壤中吸收氮营养时的两种形式,同样的群众杨也不例外。但是群众杨在吸收氮营养时,NH4+,NO3-的关系以及与伴随在吸收过程中的H+的依存关系,之前的报道没有深入研究过。

在这篇文章中,研究组通过非损伤微测技术(NMT),直接检测了群众杨根的NH4+,NO3-和H+的流速信息。研究了群众杨根吸收氮营养的空间特性,发现根部不同的区域,吸收氮营养的特性不同。其中氨态氮和硝态氮吸收最大的区域分别为距离根尖10mm和15mm处。当环境中两种状态的离子都存在时,根在吸收这两种离子时存在着一定的协同和竞争的关系,而这一过程又受到了质膜ATPase的调控。通过加入质膜ATPase的抑制剂钒酸钠之后发现,促进了H+的吸收,抑制了群众杨对两种氮源的吸收。

这篇文章通篇仅使用了非损伤微测技术(NMT)一种技术,全面深入的研究了群众杨在吸收营养过程中的NH4+,NO3-和H+的关系,并首次证明了这三者在此过程中存在着协同关系,揭示了群众杨营养吸收的微观机制。


参考文献:Jie Luo, et al.Planta,2013,237(4):919-31

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图注:不同氮源处理群众杨根部NH4+,NO3-,H+的净流速。正值为吸收,负值为外排。

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