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Systemic Stress and Recovery Patterns of Rice Roots in Response to Graphene Oxide Nanosheets

期刊： Environmental Science & Technology
影響因子：5.393
發表單位：南開大學
發表時間：2017年2月

一、研究背景

氧化石墨烯(GO)是一种 2D 工程材料杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台，已经被广泛应用于各个领域杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台九游·会-(官网)真人游戏第一品牌，包括生物学、医学、化学、环境保护CQ9(电子中国)在线官方网站熊猫体育【China版权】官方网站 - 最全赛事直播平台意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光。大部分纳米材料在使用过程中被释放到环境中Zoty中欧·(中国)体育官方网站CQ9(电子中国)在线官方网站，因此意昂4凯捷体育(中国)数字娱乐技术创新平台，纳米材料潜在的环境风险已引起越来越多的关注澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。研究表明杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台熊猫体育【China版权】官方网站 - 最全赛事直播平台九游·会-(官网)真人游戏第一品牌，0.1-10 mg/L 的 GO 可诱导绿色藻类细胞结构损伤、氧化作用和代谢紊乱；5-500 mg/L 的 GO 将抑制水稻生长熊猫体育【China版权】官方网站 - 最全赛事直播平台Zoty中欧·(中国)体育官方网站。目前熊猫体育【China版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，大多数研究都仅仅是对纳米颗粒的生物应激反应九游·会-(官网)真人游戏第一品牌，而应激恢复相关的信息在很大程度上是未知的意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光。

二、方法流程

取材

建庫

測序

分析

萌发 4 天后的水稻幼苗login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台意昂4凯捷体育(中国)数字娱乐技术创新平台，对照组：新鲜水稻培养基培养；处理组：GO 浓度为 1.0 mg/L 的水稻培养基培养login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台意昂4凯捷体育(中国)数字娱乐技术创新平台，7天后取根系样Zoty中欧·(中国)体育官方网站熊猫体育【China版权】官方网站 - 最全赛事直播平台。处理后恢复组：GO 处理 7 天后login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台，在新鲜水稻培养基中恢复 7 天后取根系样DB真人旗舰·(中国官方)集团有限公司官网login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台，各三个生物学重复澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台Zoty中欧·(中国)体育官方网站。

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三、研究結果

1. 水稻根系的应激与恢复模式
KEGG 富集分析表明login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台熊猫体育【China版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，S1 组下调表达的基因主要富集在苯丙氨酸代谢和苯丙素的生物合成途径等代谢通路中杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台。S2 组上调基因参与到次生代谢和二萜类化合物的生物合成途径中意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站。该结果表明九游·会-(官网)真人游戏第一品牌，处理后的恢复过程增强了水稻抗性(图1b)CQ9(电子中国)在线官方网站DB真人旗舰·(中国官方)集团有限公司官网。蛋白互作网络分析表明login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台CQ9(电子中国)在线官方网站九游·会-(官网)真人游戏第一品牌，GO 处理组中下调表达的基因与苯丙氨酸、次生代谢相关;上调表达基因与次生代谢相关 (图1d)CQ9(电子中国)在线官方网站意昂4凯捷体育(中国)数字娱乐技术创新平台。因此Zoty中欧·(中国)体育官方网站，GO 处理可促进次生代谢意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光CQ9(电子中国)在线官方网站九游·会-(官网)真人游戏第一品牌。苯丙氨酸代谢、次生代谢途径的改变意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光九游·会-(官网)真人游戏第一品牌，过氧化物酶相关的差异表达基因澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站DB真人旗舰·(中国官方)集团有限公司官网，均参与了水稻根系响应 GO 的应激反应与恢复机制Zoty中欧·(中国)体育官方网站九游·会-(官网)真人游戏第一品牌login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。
2. GO降低根系的吸收能力
TIP1-2 等水通道蛋白相关基因在 S1 组中下调表达DB真人旗舰·(中国官方)集团有限公司官网澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台，在 S2 组中恢复到对照组水平意昂4凯捷体育(中国)数字娱乐技术创新平台熊猫体育【China版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，这一结果与 GO 降低水稻根系水吸收能力的结果一致杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台。蛋白互作分析表明九游·会-(官网)真人游戏第一品牌，硼转运蛋白、海藻糖-6-磷酸合成酶基因的下调表达Zoty中欧·(中国)体育官方网站意昂4凯捷体育(中国)数字娱乐技术创新平台，与水通道蛋白相关基因下调表达相关九游·会-(官网)真人游戏第一品牌意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光。
3. 根系吸收 GO 引起的氧化胁迫
生理实验表明九游·会-(官网)真人游戏第一品牌CQ9(电子中国)在线官方网站，S1 组水稻侧根生长受到抑制CQ9(电子中国)在线官方网站DB真人旗舰·(中国官方)集团有限公司官网杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台，S2 组水稻根系数量恢复到正常水平澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站。同时DB真人旗舰·(中国官方)集团有限公司官网杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台，编码侧根蛋白 1 的基因(OS06G0712600)下调表达九游·会-(官网)真人游戏第一品牌Zoty中欧·(中国)体育官方网站，抑制侧根生长的色氨酸合成酶β链编码基因上调表达CQ9(电子中国)在线官方网站，萌发素类蛋白编码 (GER6)等促进主根生长的基因上调表达Zoty中欧·(中国)体育官方网站澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站意昂体育4凯捷 -〈官方认证〉意昂4凯捷登录即享,美好时光。

四、研究結論

本研究结果表明GO影响了水稻表达谱澳门人威泥斯娱乐官方网站(中国)集团娱乐官方网站，进而影响了氧化胁迫、根系发育、细胞壁合成、激素代谢过程CQ9(电子中国)在线官方网站Zoty中欧·(中国)体育官方网站九游·会-(官网)真人游戏第一品牌。水稻根系对GO处理的响应和适应过程是通过苯丙氨酸代谢、次级代谢、激素代谢、过氧化物酶活性调节等因素共同实现的九游·会-(官网)真人游戏第一品牌。本实验研究了纳米材料对植物生长发育的影响login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台意昂4凯捷体育(中国)数字娱乐技术创新平台九游·会-(官网)真人游戏第一品牌，揭示了植物对纳米材料适应性的分子机制意昂4凯捷体育(中国)数字娱乐技术创新平台杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台，对纳米材料的安全性评估具有重大意义CQ9(电子中国)在线官方网站熊猫体育【China版权】官方网站 - 最全赛事直播平台杏鑫平台|杏鑫娱乐-杏鑫登录-杏鑫官方平台。