不结球白菜体内硝酸盐积累与其液泡膜上质子泵的关系

用蔗糖密度梯度离心法分离了水培不结球白菜品种上海青叶柄与叶片液泡膜,并测定了与硝酸盐运输相关的质子泵的水解活性.结果表明,液泡膜纯度达到35%～40%;在离体条件下,叶片和叶柄中H+-ATPase和H+-PPase的最佳pH值均为8.0左右;叶柄细胞液泡膜H+-ATPase和H+-PPase的水解活性显著高于叶片,且叶柄液泡膜上H+-ATPase和H+-PPase有较高的Vmax值.试验表明,硝酸盐在叶柄与叶片中的积累差异与其液泡膜上的质子泵活性大小密切相关.     

钾、钠离子与液泡膜H~+-ATPase研究进展

介绍了植物液泡膜H+-ATPase分子结构和功能,尤其重点阐述了K+、Na+与植物液泡膜H+-ATPase活性的关系。     

盐胁迫下植物质膜和液泡膜H+-ATPase活性的研究进展

综述了植物质膜和液泡膜H+-ATPase的结构特征、生理功能和活性变化的研究进展。     

植物质膜H+-ATPase及其在胁迫中的反应

植物质膜H+-ATPase属于P型质子泵.由该酶产生的跨膜电化学梯度是物质跨膜运输的原初动力.质膜H+-ATPase与植物生长发育密切相关,被称为植物细胞的"主宰酶".本文对质膜的分子结构、活性调节、生理功能、对逆境的响应以及该酶在植物细胞信号传导中可能存在的调节机制等方面做一综述.     

不结球白菜体内硝酸盐积累与其液泡膜上质子泵的关系

用蔗糖密度梯度离心法分离了水培不结球白菜品种上海青叶柄与叶片液泡膜,并测定了与硝酸盐运输相关的质子泵的水解活性.结果表明,液泡膜纯度达到35%～40%;在离体条件下,叶片和叶柄中H -ATPase和H -PPase的最佳pH值均为8.0左右;叶柄细胞液泡膜H -ATPase和H -PPase的水解活性显著高于叶片,且叶柄液泡膜上H -ATPase和H -PPase有较高的Vmax值.试验表明,硝酸盐在叶柄与叶片中的积累差异与其液泡膜上的质子泵活性大小密切相关.     

植物中液泡膜H~＋-PPase的研究进展

液泡膜H＋-PPase是一种广泛存在于很多生物体内的H＋转运酶,主要介绍近年来该酶在植物抗逆性以及植物生长的调节作用上的研究进展。     

拟南芥AVP2基因转化烟草中吸钾相关基因的转录分析

【目的】了解无机焦磷酸酶对植物钾吸收和相关基因表达的作用。【方法】反转录克隆拟南芥无机焦磷酸酶基因(H+-PPase)AVP2,构建植物表达载体,采用根癌农杆菌介导法将其导入烟草品种K326,经分子鉴定,提取转化烟苗幼根RNA,反转录后,应用荧光定量PCR分析外源基因AVP2和烟草钾通道基因NKT1、钾离子转运体基因NtHAK1、细胞质膜H+-ATPase基因NHA1、液泡膜H+-ATPase基因VAG1和液泡膜H+-PPase基因NVP1的mRNA转录水平,并测定转化烟草叶片的内在化学成分。【结果】获得了GUS染色和AVP2序列PCR扩增呈阳性的卡那霉素抗性转化烟草11株。经Southern杂交鉴定,证实AVP2基因已成功导入烟草,在转化烟草幼根中可以检测到外源基因AVP2的mRNA,证实该基因已整合到烟草基因组并成功表达;与未转化烟草相比,烟草钾离子转运体基因NtHAK1的转录水平显著增加,钾通道基因NKT1的转录稍有增加,而烟草液泡膜H+-ATPase基因VAG1和液泡膜H+-PPase基因NVP1的转录有所降低,烟草细胞质膜H+-ATPase基因NHA1无显著变化;转化烟草材料烟叶K+含量较对照显著增加,而烟碱、还原糖等其他内在化学成分无显著变化。【结论】无机焦磷酸酶基因参与植物的K+吸收。     

盐胁迫对胡杨液泡膜H+ATPase水解活性的影响

胡杨细胞经 50mmol·L- 1 NaCl处理 1 0d后 ,泡膜液H+ ATPase,PPiase水解活性都增加了 ,说明胡杨具有盐生植物的特性。盐胁迫对专一性抑制剂bafilomycinA1 ,DCCD更敏感 ,说明盐处理下胡杨液泡膜H+ ATPase与bafilomycinA1 ,DCCD结合位点上的构象可能发生了一定的变化。从Mg2 + ,ATP依赖性 ,NO3- 和bafilomycinA1 抑制特性、Cl- 激活特性证明胡杨液泡膜H+ ATPase是典型的V H+ ATPase。盐胁迫后 ,对底物ATP的亲和力增强。     

小白菜体内硝酸盐积累与其细胞膜上H+-ATPase的关系

【目的】研究硝酸盐在小白菜叶柄和叶片中分布的差异及其与细胞膜H+-ATPase的关系。【方法】采用两相法分离了小白菜品种‘上海青’叶柄和叶片细胞膜,并测定了与硝酸盐在细胞膜上共运输相关的H+-ATPase的活性。【结果】细胞膜纯度达到90%以上。离体条件下,叶柄细胞膜H+-ATPase的水解活性显著高于叶片。将H+-ATPase在20℃及30℃时测定所得的Vmax代入Arrhenius 方程计算后发现,叶柄H+-ATPase的活化能也高于叶片。Western Blot结果说明,叶柄细胞膜H+-ATPase酶浓度要显著高于叶片H+-ATPase。此外,叶柄细胞膜上H+-ATPase的Km值显著高于叶片,且叶柄H+-ATPase最佳pH在6.6,而叶片在pH在 6.4至6.6之间。【结论】叶柄H+-ATPase的活性高于叶片是因为其单位细胞膜上的H+-ATPase酶分子数量大于叶片。叶柄中硝酸盐含量高,且与其细胞膜H+-ATPase活性呈正相关关系。因此叶柄细胞膜H+-ATPase活性高很可能是增强硝酸盐吸收的一个重要原因。     

过量表达甜菜BvNHX1基因提高拟南芥的耐盐性

Na+/H+逆向转运蛋白调节细胞内的离子平衡,在植物耐盐性起重要的作用。为了研究甜菜液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白BvNHX1基因在植物耐盐中的作用,构建了植物表达载体pROKⅡ-BvNHX1转化拟南芥.在含有卡纳霉素的培养基上筛选转化子,并利用Southern和Northern杂交技术检测,进一步证实BvNHX1基因已整合到拟南芥基因组并能正常转录。选取纯合转基因株系进行耐盐性分析实验表明,过量表达BvN-HX1基因的拟南芥在种子萌发和苗期都提高了植株耐盐性,盐处理下转基因植株的鲜重、干重以及地上部分Na+、K+含量均高于野生型对照。结果表明过量表达BvNHX1基因提高了转基因拟南芥的耐盐能力。     

披碱草焦磷酸化酶基因EdHP1的功能分析

氢离子焦磷酸化酶(H~+-PPase)是一类H~+转运蛋白,它以焦磷酸(PPi)水解底物,水解PPi产生的自由能与H~+跨膜转运相藕联,将细胞质中的H~+泵入液泡中,建立跨液泡膜电化学梯度,形成质子驱动力,为无机离子及其他溶质进出液泡提供动力,有利于植物维持细胞离子平衡和渗透平衡,增强植物的抗逆性。基于前期对披碱草(Elymus dahuricus)H~+-PPase基因Ed HP1克隆的基础,对其表达谱及基因功能进行了进一步研究。结果表明,通过Northern blot分析发现,该基因在披碱草中受干旱、低温非生物胁迫诱导表达。通过对转Ed HP1基因烟草在干旱、低温环境下的功能分析发现,过表达Ed HP1基因可以提高转基因烟草对干旱、冷胁迫的抗性。     

液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白与植物耐盐性

土壤盐碱化作为一种主要的非生物胁迫因子严重影响着世界范围内的农业生产。植物抵御盐胁迫的有效策略之一是将细胞质中过多的Na^＋区隔化在液泡,这一过程是由液泡膜Na^＋／H^＋逆向转运蛋白完成的。本文概述了植物液泡膜Na^＋／H^＋逆向转运蛋白的分子结构、功能、表达调控及其与植物耐盐性的关系等方面的研究进展,并对未来几
年该蛋白的主要研究方向作了分析和展望。     

过表达胡杨PeRIN4基因拟南芥提高质膜H+-ATPase活性和耐盐性

本文克隆了RIN4(RPM1-interacting protein 4)在胡杨中的同源基因PeRIN4,并在拟南芥中进行过表达,通过研究转基因株系的耐盐表型、质膜H+-ATPsae活性及H+ 、Na+、K+等的动态离子流,揭示了PeRIN4基因在植物响应和适应盐胁迫环境中的作用。利用定位载体pGreen0029-PeRIN4-GFP瞬时转化拟南芥叶肉细胞原生质体的方法,对胡杨PeRIN4蛋白进行亚细胞定位,发现该蛋白定位在细胞的胞质中。耐盐表型实验结果显示,在100 mmol/L NaCl处理下,拟南芥PeRIN4过表达株系(OE1和OE8)的生存率和根长均明显高于野生型(WT)和转空载体拟南芥(VC),说明PeRIN4基因能够提高拟南芥的耐盐性。与WT和VC相比,拟南芥PeRIN4过表达株系质膜H+-ATPsae的活性较高。动态离子流数据显示,在盐胁迫下,PeRIN4过表达株系外排H+和Na+ 离子的能力强于野生型和转空载体拟南芥,然而K+的外流却弱于WT和VC。因此,PeRIN4蛋白具有调节质膜H+-ATPsae活性的功能。拟南芥质膜H+-ATPsae活性的提高主要有两方面的作用:一是可以增强H+泵的质子动力势,驱动Na+/H+逆向转运蛋白,提高Na+外排的能力;二是抑制质膜的去极化,减少K+离子通过去极化激活的外向型K+通道(DA-KORCs)和非选择性阳离子通道(DA-NSCCs)外流,维持了K+/Na+平衡,从而提高PeRIN4转基因拟南芥的耐盐性。      

怀地黄液泡质子泵焦磷酸水解酶基因的克隆与生物信息学分析

为了克隆地黄功能基因,根据NCBI GenBank核酸数据库中5种已知植物生长素诱导的器官膨大基因(ARGOS)碱基序列的保守区,利用CLUSTAL 2.1和DNAMAN 4.0软件设计简并引物,采用RT-PCR技术扩增出一个cDNA片段,测序表明,获得基因cDNA片段序列长度为495bp。经过NCBI数据库BLAST分析,发现它与莲花、蓖麻、烟草、苜蓿、葡萄、碧桃、灰绿藜7种植物的液泡膜质子泵焦磷酸水解酶基因同源性很高,在83%～86%,因此获得的基因是地黄液泡膜质子泵焦磷酸水解酶基因。     

植物耐盐分子机制研究进展

盐胁迫是影响植物生长发育的重要非生物胁迫之一，严重制约农业生产和经济发展，盐渍化农田的利用已成为一个世界性问题。研究植物耐盐机理、培育耐盐植物新品种对充分利用盐渍化农田具有重要的理论意义和应用价值。目前，越来越多参与盐胁迫应答的基因被发现和揭示。 当植物处于高盐环境时，细胞中的多种蛋白参与盐胁迫响应。细胞壁上的类受体激酶和细胞壁的组分对盐胁迫产生应答，细胞膜上的 GIPC 鞘脂作为 Na+ 受体与 Na+ 结合后引起细胞表面电势变化，产生钙信号以激活下游调控通路，细胞膜上的钾离子通道蛋白和 Na+/H+ 逆转运蛋白介导 Na+ 流入和外排。液泡膜上的 Na+/H+ 逆转运蛋白将细胞质中过多的 Na+ 区隔化至液泡内。此外，转录因子也参与植物适应盐胁迫的转录调控，在植物耐盐调控中起重要作用。本文基于耐盐调控因子的亚细胞定位，综述近几年已报道的植物耐盐分子机制，总结耐盐基因在提高植物耐盐性中的作用，并对其应用前景进行展望，旨在为植物耐盐分子育种提供参考、为盐渍化农田改良提供科学依据。     

Cu2+和Zn2+胁迫对玉米幼苗生理特性的影响

研究在Cu2+和Zn2+的胁迫下,玉米幼苗一些生理指标的变化,结果表明:在Cu2+和Zn2+的胁迫下,玉米幼苗生长发育受到抑制,较高浓度的Cu2+和Zn2+显示较高的毒性.在Cu2+和Zn2+的处理下,玉米幼苗的叶绿素、可溶性蛋白质、过氧化物酶(POD)、脯氨酸的含量下降,叶片中铜、锌、丙二醛(MDA)的含量增加.同时,Cu2+和Zn2+浓度的高低对玉米的生理特性的影响不同,且玉米幼苗对Cu2+的胁迫更为敏感.     

不同光强下氮素形态对番茄根系质膜H+-ATPase和氧化还原系统活性的影响

对不同光强下氮素形态对番茄(Lycopersicon esculentum Mill)根系若干生理生化指标的影响进行了研究.结果表明,在强光下供应铵态氮植株比供应硝态氮植株的根系生长量和根系活力显著下降,而在弱光下则差异不显著.供应铵态氮植株根系质膜H+-ATPase和氧化还原系统活性显著高于供应硝态氮植株,且强光下差异更大,根系质子分泌速率也相应增加.     

转铁蛋白基因水稻抗Fe2+能力分析

[目的]研究转铁蛋白基因水稻对Fe2+胁迫的生理响应。[方法]采用溶液培养法,对参试水稻进行Fe2+胁迫(200 mg/L)处理,测定其株高、生物量、Fv/Fm及质膜伤害。[结果]Fe2+胁迫下,参试水稻生长受到明显抑制,株高和生物量下降,Fv/Fm下降,MDA含量和电解质渗漏增加。与非转基因对照相比,转铁蛋白植株各测定参数受Fe2+胁迫影响较小,差异显著(P0.05)。[结论]水稻中铁蛋白的表达可降低过量Fe2+对植株光合作用的影响和对叶片质膜的损伤,从而减轻Fe2+胁迫对植株生长的抑制作用,提高了植物抗铁毒的能力。