农业生物技术学报

作者：杨厚鹏, 周铁安, 潘炜松, 肖应辉

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;3 湖南农业大学 农学院,长沙 410128

关键词：双谐振压电细胞术(DRPC),盐胁迫,水稻细胞,细胞产生的应力,粘弹性,耐盐性,

基金：国家自然科学基金(31870933); 湖南省教育厅资助科研项目(19A277)

水稻(Oryza sativa)品种选育和抗逆(耐盐性)检测通常以受试植株为对象,不仅费力、耗时和具有破坏性,而且结果易受环境因素影响,极大限制了选育的效率和可靠性。本研究旨在以水稻活细胞为表征对象,建立基于双谐振压电细胞术(double resonator piezoelectric cytometry, DRPC)和细胞力学测试的水稻品种耐盐性评估新方法。首先选取已知强耐盐性的'海稻86'和盐敏感的'日本晴'水稻品种,制备其粘附细胞培养体系,进而采用DRPC测定细胞所产生的表面应力(cell-generated surface stress, ΔS)与细胞粘弹性指数(cell viscoelastic index, CVI)对不同浓度NaCl胁迫作用的响应及变化规律。结果表明,'日本晴'水稻细胞在20和40 mmol/L NaCl条件下,其ΔS先降后升,在60~120 mmol/L NaCl条件下单调下降;同时,细胞在20和40 mmol/L NaCl条件下先变软再变硬,在60~120 mmol/L NaCl条件下单调变软,在40 mmol/L NaCl条件下达到抵御盐胁迫的极限。'海稻86'细胞在20 mmol/L NaCl条件下,其ΔS先降后升,在40和60 mmol/L NaCl条件下先升后降,在80和100 mmol/L NaCl条件下呈现上下波动,在120 mmol/L NaCl条件下骤升;同时,细胞在20、80和100 mmol/L NaCl条件下变硬,在40、60和120 mmol/L NaCl条件下先变硬后变软,在100 mmol/L NaCl条件下达到抵御盐胁迫的极限。综合比较2个品种的细胞在不同浓度NaCl胁迫下所产生的表面应力和细胞粘弹性指数变化规律,可以确定'海稻86'的耐盐性高于'日本晴',这与大田植株水平报道的'海稻86'耐盐性高于'日本晴'的结果一致。因此,本研究不仅证实了双谐振压电细胞术用于水稻品种耐盐性评估的准确性和可靠性,也为广泛应用这一新方法高效评估作物抗逆性提供了重要参考依据,对作物非生物胁迫抗性育种具有重要的意义。

来源：2024年第4期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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