铵减弱拟南芥主根向地性及其相关作用途径

向地性是决定植物根系空间构型的主要因素之一,对植物锚定和水分养分吸收至关重要。除了重力,根系向地性还受土壤环境因子影响。本文采用琼脂培养方法,研究了铵对拟南芥主根向地性反应的影响及相关作用途径。结果表明：短期内,不同浓度（NH4）2SO4均显著抑制主根向地性弯曲,但随着时间的延长,根尖向地性角度逐渐变小。而等（NH4）2SO4浓度的NaCl对主根向地性抑制效应较小,不同浓度的甘露醇不阻碍主根向地性弯曲。纽织化学染色结果显示铵处理12h以内,Col-0根尖没有淀粉体的快速降解过程,并且铵对淀粉体缺失突变体pgm—1主根向地性的影响同Col-0相似。铵处理部分恢复生长素转运载体突变体auxl-22和eir1-1主根向地性缺失。这些结果表明,铵对拟南芥主根向地性的影响独立于根尖淀粉体参与的重力感应途径。     

拟南芥铵超敏感突变体amosd和vtc1对外源铵的响应

分析了不同外源铵浓度(0、1、5、10、20mmol.L-1)处理下,2个铵超敏感突变体amosd和vtc1对于外源铵处理的响应差异。结果表明,尽管amosd和vtc1都表现为对外源铵超敏感,但二者对外源铵处理浓度的敏感性上存在差异。随着外源铵浓度的增加,vtc1比amosd先表现出铵中毒症状,更高浓度(20mmol·L-1)铵处理时amosd受到的毒害程度表现更加严重,AMOSD遗传位点的缺失容易导致植物出现铵毒害死亡。其次,二者在遭受外源铵胁迫时表现的最敏感部位有所不同,主要的毒害特征上存在差异,amosd在铵胁迫下首先表现在叶片尤其是新叶的发育受阻,而vtc1则主要表现在根部尤其是主根的伸长受阻。通过分区供应实验证明,amosd主要对于地上部供铵处理超敏感,对根部供铵处理不表现超敏感特性;而vtc1则相反,对根部供铵处理超敏感,对地上部供铵不表现超敏感特性。由此可见,amosd和vtc1这2个铵超敏感突变体在拟南芥铵毒害范围和部位上存在较大差异,与vtc1有所不同,amosd是一个叶源铵超敏感型突变体。在农业机械化叶面喷施施肥日益增加和环境铵沉降日益严重的当下,叶源型铵超敏感突变体amosd的获得为揭示植物地上部铵毒害机制提供了一个理想的遗传材料,对系统全面认识植物铵毒害机制,提高作物耐铵性状具有十分重要的意义。