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。     

甘蓝型油菜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因BnNHX2的电子克隆与序列分析

盐胁迫是造成油菜产量下降的重要环境因子之一。Na^＋／H^＋逆向转运蛋白（Na^＋／H^＋ antiporter，NHX）基因是目前世界植物耐盐性研究领域中最热门的基因，油菜NHX基因的克隆对提高油菜耐盐性的转基因育种意义重大。本研究利用电子克隆的方法，获得1个新的甘蓝型油菜NHX基因BnNHX2的全长cDNA，含有一个长为1629bp的开放阅读框架，编码542个氨基酸，分子质量约59．9ku。生物信息学分析表明，BnNHX2蛋白属于跨膜蛋白，有12个跨膜区，是植物NHX超家族中的一员。通过同源比对和进化分析发现，BnNHX2基因与盐生植物盐芥ThNHXI基因高度同源，表明BnNHX2可能是油菜抵御盐胁迫的关键基因。     

钙离子在植物盐胁迫下的作用

正对植物来说,钙不仅是一种营养元素,还是细胞结构物质,是植物代谢和发育的主要调控者。土壤中盐分浓度过高会对植物造成渗透胁迫,干扰营养离子平衡,进而引起营养失衡,造成次级反应,如氧化胁迫等过程,最终抑制植物的生长。那么,植物在受到盐分胁迫的作用下,钙离子是如何影响植物的一些生理指标的呢?一.盐分胁迫下钙离子的作用适量的钙离子能降低质膜透性,阻止胞内钾离子的外渗和钠离子的进入,从而提高植物的耐     

盐胁迫对2种扁桃植物苗期离子吸收及叶绿体超微结构的影响

温室条件下，用NaCl和Na2SO4处理石头扁桃和桃扁桃，处理浓度分别是：150，300，350mmol／L，处理10d后测定无机离子含量，并观察叶绿体超微结构的变化。研究发现：①NaCl胁迫下，两个供试材料叶片中Na^＋，Cl^-含量及Na^＋／K^＋均随盐浓度的增加而增加，K^＋含量随盐浓度增加下降，石头扁桃叶片中无机离子含量变化幅度大于桃扁桃；Na2SO4胁迫下，石头扁桃叶片中Na^＋，SO4^2-，K^＋含量及Na^＋／K^＋的变化规律与NaCl胁迫下一致，桃扁桃K^＋含量随盐浓度增加而增加，Na^＋／K^＋在盐胁迫下却升高。②盐胁迫后，叶绿体基粒、基质片层扭曲，类囊体肿胀；随盐浓度的增加，形变加剧，叶绿体由椭圆形肿胀成圆形。叶绿体膜解体，石头扁桃叶绿体对盐胁迫比较敏感。综合分析发现，两种盐对植物造成伤害的机理不同，石头扁桃的耐盐能力差。     

盐胁迫对刺槐无性系生长和离子吸收、运输、分配的影响

以一年生盆栽刺槐元性系苗BH327和BH56为试验材料，研究了NaCl胁迫对生长、体内Na^＋、K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋等矿质离子含量及地上部分各器官对K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋（相对于Na^＋）选择吸收的影响。结果表明：盐胁迫明显抑制了刺槐无性系的生长，元性系BH56组织中K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋水平增高，高盐胁迫下，苗木由根向茎和由茎向上部叶选择性运输Ca^2＋、Mg^2＋的能力增强；BH327与BH56的结论相反。本文从体内离子分配及选择性运输角度讨论了各无性系在盐胁迫下受伤害情况及耐盐的机理。     

耐盐性不同的野大豆种子和幼苗对等渗水分和NaCl胁迫的响应

用等渗（-0．53MPa）PEG-6000、NaCl、Na^＋-盐和Cl^--盐溶液分别处理野大豆种群BB52（耐盐性较强）和N23232（耐盐性较弱）的种子和幼苗。结果表明：除PEG处理对两种群种子发芽无明显影响外，其余各等渗盐处理下其相对发芽率均显著下降，其中Na^＋-盐处理下降最明显；两种群所有处理幼苗的叶片相对电解质渗漏率和丙二醛（MDA）含量显著增加，叶绿素含量和叶绿素荧光参数值（PSⅡ最大光化学效率，Fv／Fm；光合电子传递速率，ETR）显著下降。这些处理对N23232的影响大于BB52，其中Na^＋-盐的影响最大，PEG影响最小。可见，NaCl胁迫对野大豆造成的伤害中，离子毒害较渗透胁迫重，其中又以Na^＋毒害大于Cl^-毒害。     

水通道蛋白与高等植物的耐盐性

水通道蛋白是一类特异的、高效转运水及其它小分子底物的整合膜蛋白,在植物中具有丰富的亚型。水通道蛋白通过转录调控、门控机制、聚合调控、重新定位等多种活性调控方式影响细胞膜系统的通透性,参与调节植物的水分吸收和运输。盐害引起渗透胁迫、离子毒害、活性氧胁迫,影响植物生长;水通道蛋白通过多种调控方式,全程参与植物的盐胁迫应答。结合水通道蛋白的功能特征及盐胁迫对高等植物的影响,综述了水通道蛋白在植物盐胁迫应答过程中的功能,并探讨了水通道蛋白研究的重点方向。     

植物盐胁迫相关信号转导机制的研究

植物的抗盐反应是一个复杂的过程,受许多基因的调控,外界的高Na＋通过IP3诱导胞内Ca2＋的升高,SOS3接收Ca^2＋信号,激活SOS2的激酶活性,SOS2通过调节位于质膜和液泡膜上的Na＋/H＋反向转运体把Na＋运到体外或液泡中,ABA、ROS、AtHK1、MAPK级联反应和LEA也参与盐胁迫造成的渗透胁迫和损伤的反应过程,但是要通过生物学手段利用盐信号传递过程中一些成分提高作物的抗盐能力,还需要对植物盐胁迫相关信号转导机制进行更加深入的研究.     

盐胁迫下荞麦体内Na+分配与品种耐盐性的关系

[目的]研究两个耐盐性不同的荞麦品种体内Na^＋分配与其耐盐性的关系。[方法]测定两个荞麦品种玲0808（盐敏感）和川养1号（耐盐）幼苗根部、茎基部和叶片Na^＋含量。[结果]盐胁迫下，耐盐荞麦品种体内Na^＋主要在根部和茎基部累积，盐敏感荞麦品种体内Na^＋主要积累在根部。[结论]耐盐荞麦品种的限Na^＋能力大于盐敏感荞麦品种，耐盐荞麦品种叶片Na^＋含量较低，更耐盐。     

玉米Na~+/H~+逆向转运蛋白基因ZmSOS1的克隆与鉴定

[目的]克隆玉米Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因，为研究此类基因在玉米非生物胁迫抗性机制中的功能奠定基础。[方法]采用电子克隆、RT—PCR、生物信息学方法，从玉米基因组中克隆1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因，并鉴定该基因编码产物的跨膜结构预测以及在盐胁迫下的表达模式等信息。[结果]利用电子克隆方法，从玉米中克隆出1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因ZmSOS1；Zm-SOS1基因的开放阅读框长3411bp，编码1136个氨基酸；序列分析表明，ZmSOS1蛋白与拟南芥和水稻同源物AtSOSl、OsSOS1的氨基酸序列一致性分别为61％和82％；RT—PCR分析表明，ZmSOS1基因的表达可以被盐胁迫诱导增强，表明其可能在玉米耐盐性上发挥功能。[结论]ZmSDS1是一个公认的质膜型Na^＋／A^＋逆向转运蛋白基因，并可能参与玉米的非生物胁迫反应。     

盐胁迫对香蕉幼苗体内Na^＋和K^＋含量及其分布的影响

采用营养液栽培，以香蕉幼苗为试材，研究了盐胁迫对香蕉幼苗根部、假茎和叶片各部位Na^＋和K^＋含量以及K＋／Na^＋的影响。结果表明，与对照相比植株体内Na^＋的含量增加，而植物体内K^＋含量减少,K^＋／Na^＋下降显著。     

玉米Na^＋/H^＋逆向转运蛋白基因ZmSOS1的克隆与鉴定（摘要）

[目的]研究玉米Na^＋/H^＋逆向转运蛋白基因ZmSOS1的克隆与鉴定,为研究该基因在玉米逆境信号转导与生长发育中的作用提供参考。[方法]采用电子克隆、RT-PCR、生物信息学方法,从玉米基因组中克隆1个质膜型Na^＋/H^＋逆向转运蛋白基因,并鉴定该基因编码产物的跨膜结构预测以及在盐胁迫下的表达模式等信息。电子克隆具体步骤：将水稻质膜型Na^＋/H^＋逆向转运蛋白OsSOS1的氨基酸序列作为种子序列输入GenBank,对玉米基因组数据库和EST数据库进行tBLASTN分析,结果检索到含有候选基因的基因组序列AC186524和1批高度相似的玉米EST。为确定候选基因的编码区,将上述EST序列进行拼接,并将拼接所得的contig通过BLASTN分析定位到基因组序列AC186524中。为获得完整的编码区序列,利用与contig间隔区相对应的水稻OsSOS1蛋白的氨基酸序列,进一步对玉米基因组序列进行tBLASTN分析;同时,结合GENSCAN软件的基因预测结果,最终确定了候选基因的编码区序列。最后,通过比较编码区序列和基因组序列,确定ZmSOS1基因的外显子和内含子结构。[结果]利用电子克隆方法,从玉米中克隆出1个质膜型Na~＋/H~＋逆向转运蛋白基因ZmSOS1（编码序列反向互补于AC186524中的78 964～96 731 bp处）;ZmSOS1基因的开放阅读框长3 411 bp,编码1 136个氨基酸的蛋白。ZmSOS1蛋白的理论等电点pI=6.46,分子质量为126.2kDa,理论半衰期大于10 h,不稳定参数为41.74,属于不稳定蛋白。通过在线软件TMHMM2.0和TMPRED分析,发现ZmSOS1蛋白含有12个跨膜结构区,且有一个长的高度亲水性的羧基端尾巴,暗示质膜型Na^＋/H^＋逆向转运蛋白在进化上是较为保守的。ZmSOS1基因至少含有21个内含子,如果将ZmSOS1基因的结构分别与水稻、拟南芥和苔藓植物（Phycomitrella patens）的同源基因OsSOS1、AtSOS1、PpSOS1相比较,可以发现质膜型Na^＋/H^＋逆向转运蛋白基因编码区的结构是比较保守的且研究发现质膜型Na^＋/H^＋逆向转运蛋白基因在进化过程中很可能发生过内含子丢失事件;序列分析表明,ZmSOS1蛋白与拟南芥和水稻同源物AtSOS1、OsSOS1的氨基酸序列一致性分别为61%和82%,鉴于ZmSOS1的氨基酸序列与同源序列的多重比对,猜想质膜型Na~＋/H~＋逆向转运蛋白在进化过程中,N-端序列可能承受着较为严谨的净化选择压作用,而C-端序列所受净化选择压则相对松弛;RT-PCR分析表明,ZmSOS1基因的表达可以被盐胁迫诱导增强,表明其可能在玉米耐盐性上发挥功能。[结论]ZmSOS1基因可能参与玉米的渗透胁迫反应。     

原子吸收光谱法测定浓海水中的微量锂

采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定浓海水中微量金属锂离子时,干扰主要来自浓海水中共存的高浓度的阳离子。探讨了共存的主要阳离子对锂离子测定的影响,并分析了消除高浓度阳离子干扰的方法。结果表明：Ca2＋和Mg2＋是主要干扰元素,可以采用标准加入法消除共存的高浓度阳离子的干扰;锂在0.13～1.92 mg/L范围内线性关系良好,平均回收率为99.62%。     

红海榄液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因的克隆与分析

根据液泡膜Na+/H+反转运蛋白基因(fHXl)的保守序列设计引物,通过RT-PCR扩增得到红海榄Na+/H+反转运蛋白基因的cDNA片段,然后采用cDNA末端快速扩增法(RACE)得到RsHX1基因的全长cDNA序列,GenBank登录号为FJ627273,被命名为RsNHXl.该基因序列的长度为2 094 bp,包...     

NaCl处理对曼陀罗幼苗生长、光合、离子积累及抗氧化系统的影响

通过测定曼(Datura stramonium L.)陀罗鲜质量、干质量、叶绿素质量分数、光合参数、Na^+和K^+质量摩尔浓度、脂肪酸质量分数、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶的活性,研究曼陀罗在盐渍环境的生理适应机制及耐盐适应性。结果表明:NaCl处理后,曼陀罗幼苗鲜质量、干质量、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素质量分数显著降低。随着盐胁迫的加剧,曼陀罗幼苗叶片净光合速率(Pn)逐渐下降,T1(土壤NaCl质量分数为0.15%)处理Pn降低幅度较小,T2(土壤NaCl质量分数为0.40%)和T3(土壤NaCl质量分数为0.60%)处理Pn显著降低,分别比对照降低33.54%和41.59%。NaCl处理使曼陀罗地上部分和根部Na^+质量摩尔浓度明显增加,根部比地上部分积累更多的Na^+。随着盐胁迫的加剧,地上部分的K^+质量摩尔浓度逐渐降低,根部K^+质量摩尔浓度未受到显著影响。NaCl处理后,曼陀罗叶片3种不饱和脂肪酸质量分数总体呈上升趋势,亚麻酸上升幅度最大,各处理分别比对照增加11.03%、20.17%和27.58%。T1处理曼陀罗受到的氧化伤害较轻,表现为较低的MDA质量摩尔浓度;T2和T3处理MDA质量摩尔浓度显著升高,氧化伤害明显加重。NaCl处理后,除GR外,SOD、POD、CAT和APX均明显增加。综上,曼陀罗通过调整Na+在根部与地上部分的积累比例,提高不饱和脂肪酸质量分数,有效调动抗氧化防御体系,共同抵御盐胁迫造成的伤害。曼陀罗具有一定的耐盐性,可作为盐碱地区重点开发的优质能源植物资源。     

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。     

新疆罗布泊嗜碱细菌的分离及其生理学特性的初步研究

从新疆罗布泊“大耳朵”地区的湖盆沉积物中分离得到151个细菌菌株。研究比较了不同培养基的分离效果,测定了嗜碱细菌生长的pH值范围,对不同碱性物质KOH、K2CO3、NaOH、Na2CO3的选择性和对NaCl、KCl的耐受性。结果表明,添加了罗布泊盐壳浸提物的培养基更有利于嗜碱细菌的富集培养和分离。分离菌株中专性嗜碱菌、兼性嗜碱菌和耐碱菌的比例分别为29.8%,39.7%和30.5%。54.3%的嗜碱菌菌株对4种碱性物质具有广泛的适应性,13.2%菌株对Na^＋有一定的依赖性,对含K^＋碱性物质敏感,只有1.9%的菌株对CO32-碱性物质敏感。77.1%嗜碱细菌可以耐受7%-15%的NaCl和10%-20%的KCl,具有较强的耐盐特性,其中是否存在嗜盐碱双极端因子的古菌,尚有待进一步研究确定。     

掺沙对盐碱地耕层土壤结构和离子含量的影响

为了明确掺沙措施对河套灌区盐碱地耕层土壤结构和盐离子含量的影响,采用田间试验和室内分析的方法进行研究。结果显示：掺沙利于大直径土壤微粒的形成。掺沙后0-40cm耕层土壤的容重明显减小,中重度盐碱地的孔隙度已接近于轻度。全盐含量总体表现为20-40cm略高于0-20cm土层。轻度盐碱地Na^＋含量为阳离子总量的41.6%,Mg^2＋为26%;Cl^-含量为阴离子总量的50%,SO4^2-为29.5%;中度盐碱地Na^＋含量为阳离子总量的46.3%,Ca^2＋为27.5%;Cl^-含量为阴离子总量的37.7%,SO4^2-为30.6%;重度盐碱地Na^＋含量为阳离子总量的43.3%,Ca^2＋为37.2%;Cl^-含量为阴离子总量的40.1%,SO4^2-为27.0%。中重度盐碱地中Ca^2＋取代Mg^2＋成为主要的致盐离子,Na^＋、Mg^2＋、Cl^-、SO4^2-为主要致盐离子,掺沙能显著改善盐碱地耕层土壤的性状。