土壤鹽堿化是一個日益嚴重的環(huán)境問題，過量的鹽分損害土壤的養(yǎng)分吸收、破壞滲透平衡，對植物生長、發(fā)育和開花產(chǎn)生負面影響，導致作物產(chǎn)量下降。

為應對自身或外部刺激，植物會通過細胞壁修飾（包括木質(zhì)素和木栓素沉積的增加，以及在較老的組織中形成次級細胞壁）和改變根的生長方向，以減少鹽分的攝入。在此過程中還涉及到纖維素合成、纖維素微纖維定位、半乳聚糖積累以及合成阿拉伯糖等生物過程。已有研究表明，延伸蛋白（extensin）糖基化是這個過程中的關(guān)鍵因素，其中涉及到4種糖基化蛋白（HPAT1-3、RRA1-3、XEG113和ExAD），但具體的參與過程仍缺乏了解。

荷蘭瓦赫寧根大學植物生理學實驗室的研究團隊于2024年在《Plant》雜志發(fā)表了文章《Arabinosylation of cell wall extensin is required for the directional response to salinity in roots》。在該研究中，作者通過研究野生型和ExAD基因突變型擬南芥樣本的果膠和半纖維素提取物，證實ExAD 基因是調(diào)節(jié)根定向生長所必需的，揭示了 ExAD 介導的阿拉伯糖基化在根對鹽脅迫的反應中起著至關(guān)重要的作用。

實驗方法：
1、鹽誘導傾斜測定法（salt-induced tilting assay ，SITA）：將擬南芥培育發(fā)芽，并在相應的時間點移植到不同類型的培養(yǎng)基（無NaCl 、100mM NaCl 、100mM KCl 和 200mM 山梨糖醇等）中，并將植株逆時針旋轉(zhuǎn)90度，然后持續(xù)動態(tài)拍照，觀察植物根部的生長彎曲過程（圖1）。根尖角度（root tip direction，RTD）表示平行于根尖生長方向的矢量與垂直重力矢量之間的角度，表示根尖彎曲的量。

圖1 SITA的實驗設置：將發(fā)芽的幼苗轉(zhuǎn)移到含有不同處理的1/2 MS瓊脂平板中，同時將平板逆時針旋轉(zhuǎn)90度；在延時系統(tǒng)中追蹤根系動態(tài)生長響應，成像頻率為每塊板每 20 分鐘 1 張圖像

2、微陣列聚合物分析（Comprehensive Microarray Polymer Profiling，CoMPP）：將樣本擬南芥幼苗快速凍干。繼而純化，通過ArrayJet公司的Marathon（新型號M系列）微陣列生物芯片點樣儀將多糖提取物點印在硝酸纖維素膜上制備糖芯片，隨后同特異性抗體雜交，最終使用微陣列生物芯片掃描分析儀進行結(jié)果掃描和分析。

實驗結(jié)果：
1. 野生型擬南芥在100mM NaCl 培養(yǎng)基中表現(xiàn)出明顯的生長彎曲。與對照組、100mM KCl 和 200nM 山梨糖醇組相比，在100mM NaCl 培養(yǎng)基中生長的擬南芥的根尖RTD的變化量顯著降低，說明高濃度NaCl 的確可以影響植物根尖生長方向（圖2）。

圖2 在不同處理（對照組、100 mMNaCl、100mM KCl 和 200mM 山梨糖醇）下，在 4 日齡野生型幼苗根尖不同時間點延時拍照，y軸表示每 20 分鐘根尖的RTD 值

2. 相對于野生型，ExAD突變型擬南芥在NaCl溶液中根尖RTD值的變化量顯著降低，說明ExAD突變導致根尖回避高鹽環(huán)境的能力減弱。

3. 相較于野生型，ExAD突變型樣本在凍干后的提取物中NaCl含量顯著升高，說明ExAD基因突變導致植株攝取了過量的NaCl。

4. CoMPP糖芯片實驗結(jié)果顯示，野生型植株的JIM11雜交信號顯著高于ExAD突變型，而JIM11是延伸蛋白糖基化的重要指征，說明ExAD突變型植株的延伸蛋白缺乏糖基化，引起根尖遇到高鹽溶液后彎曲能力降低。

實驗結(jié)論：
ExAD引起延伸蛋白糖基化，參與鹽脅迫條件下的根細胞壁修飾，該過程是調(diào)節(jié)根尖定向生長所必需的。綜合以上結(jié)果說明 ExAD 介導的阿拉伯糖基化在根對鹽脅迫的反應中起著至關(guān)重要的作用。

原文鏈接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae135

ArrayJet位于英國愛丁堡，專注于提供微陣列生物芯片、高通量篩選等應用領(lǐng)域的解決方案及服務，致力于開發(fā)快速高通量液體處理平臺，目前用戶遍布全球。

* 皮升、納升級微陣列生物芯片點樣：
* ​行業(yè)第一的快速、非接觸式超微量液體噴點；
* ​超高通量，單次可處理上萬種樣品；
* ​制備高密度蛋白芯片、抗體芯片、多糖芯片、核酸芯片、基因芯片、小分子化合物芯片等；
* ​用于自身免疫抗體、生物標記物、候選疫苗或藥物靶點的高通量篩選，以及疾病研究、新藥研發(fā)、能量代謝和病毒檢測等諸多科研和臨床領(lǐng)域。

環(huán)亞生物科技（APG BIO）作為英國ArrayJet公司中國區(qū)獨家代理，為客戶提供芯片點樣以及高通量篩選的整體解決方案和服務。