农业生物技术学报

作者：张煜, 周铁安, 陈宗星, 潘炜松, 谭成方

单位：1 湖南农业大学 生物科学技术学院,长沙 410128; 2 湖南省细胞力学与功能分析工程技术研究中心 长沙 410128

关键词：石英晶体微天平,烟草BY-2细胞,PEG6000,干旱胁迫,细胞粘弹性指数,

基金：国家自然科学基金(31870933); 湖南省自然科学基金面上项目(2018JJ2164)

作物产量由其遗传与抗逆性决定,现今抗逆性育种主要以植株为受试对象进行种植,受环境制约大、试验周期长。为寻找一种便捷且科学的植物抗逆评估方法,本研究以活细胞表征植株的方法为策略,以聚二烯丙基二甲基氯化铵 (poly dimethyl diallyl ammonium chloride, PDADMAC)为静电吸附剂,将烟草(Nicotiana tabacum) BY-2细胞黏附在耗散型石英晶体微天平Q-sense的5 MHz晶体金电极表面,并通过Q-sense实时监测BY-2细胞在5%~20% PEG6000胁迫下的粘弹性响应。结果表明,PDADMAC可作为烟草BY-2细胞黏附剂,细胞在黏附过程中耗散增加、频率下降;PEG6000胁迫下细胞均变软,且细胞骨架比细胞壁更软。细胞在接触PEG6000的瞬间胁迫现象最明显,胁迫程度受到PEG6000浓度与处理时间的影响：在5% PEG6000胁迫下,细胞在瞬态变软后持续变硬;在更高浓度PEG6000胁迫下,细胞在瞬态变软后仅瞬态变硬,然后稍有继续变硬(15% PEG6000)或不再变硬(20% PEG6000)。此外,应用Q-sense技术比较PEG6000在0%~20%顺浓度梯度及之后20%~0%逆浓度梯度变化的细胞响应规律,总的趋势是顺浓度胁迫下细胞逐渐变软、逆浓度处理下细胞逐渐变硬。本研究实时、定量评估了PEG6000胁迫对烟草BY-2细胞粘弹性的影响,为研究植物干旱胁迫提供了新的方法,有助于细胞层面的抗逆种质鉴别与评估。

来源：2020年第12期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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