2021-03-04镁通过降低硝酸还原酶介导的NO生成来减少三七

背景

NO是植物体内重要信号物质，其可通过缓解植物氧化损伤，提高抗氧化酶系统活性，稳定植物光合系统等方式来提高植物抗逆胁迫。NOS和NR是植物体中NO的两个主要来源。
三七是中国传统的中草药。然而，它的根具有较高的镉积累能力，对人体健康构成潜在风险。前期研究表明，硝酸还原酶(NR)依赖性的一氧化氮(NO)的产生促进了三七根细胞壁Cd的积累。本文研究了Mg对三七根产生NO和Cd积累的调控作用。随着Cd浓度的增加，三七根的NO产量呈线性增加。2 mM Mg处理24 h显著缓解了Cd诱导的根系NO生成和Cd积累，同时显著降低了NR活性。Western分析表明，Mg增加了14-3-3蛋白与NR的相互作用，这可能是Mg介导的Cd胁迫下NR活性降低和NO生成减少的原因。上述结果表明，mg通过增强三七根14-3-3蛋白与NR的相互作用来缓解Cd诱导的NO生成和Cd积累。

实验布置

一年生三七水培生长1周后，转入含有0-200 μM CdCl2的1/2Hoagland营养液中，加入或不加入2 mM MgCl2或100 μM 5'-AMP(腺苷5'-单磷酸一水化合物)，在上述条件下处理24 h。5'-AMP是14-3-3蛋白与其靶蛋白(在本例中为NR)相互作用的抑制剂，因此可作为NR的激活剂。

研究内容

• Cd胁迫下外源添加Mg对三七根中内源NO含量及NR活性的影响
  Mg通过降低NR的活性来减轻Cd诱导的NO产生

• Cd胁迫下外源添加Mg对三七根中的Cd积累及细胞膜完整性的影响
  Mg通过降低Cd诱导的NR依赖性的NO生成降低Cd的毒害作用

• Cd胁迫下外源添加Mg对三七14-3-3蛋白和硝酸还原酶（NR）相互作用的影响
  Mg通过增加14-3-3蛋白与NR的相互作用降低NR活性，进而降低Cd诱导的NO生成。

Li D, Xiao S, Ma W-Na, Peng Z, Khan D, Yang Q, Wang X, Kong X, Zhang B, Yang E, Rengel Z, Wang J, Cui X, Chen Q, Magnesium reduces cadmium accumulation by decreasing the nitrate reductase-mediated nitric oxide production in Panax notoginseng roots, Journal of Plant Physiology (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.jplph.2020.153131