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。     

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。     

植物液泡膜H+-ATPase和H+-PPase研究进展

植物液泡膜 ATP 酶（H+-ATPase）和液泡膜焦磷酸酶（H+-PPase）是液泡膜上两个含量丰富的蛋白,其功能的正常发挥在植物生长发育过程中扮演着重要角色。液泡膜 H+-ATPase 和 H+-PPase 水解底物释放能量,同时产生大量 H+由胞质泵入液泡内,形成细胞质与液泡间的 H+ 电化学势梯度,为多种溶质分子的跨膜主动运输提供驱动力,维持细胞内的离子稳态和渗透平衡,为细胞内各种生理生化反应的正常运行提供保障。此外,液泡作为植物细胞离子养分的储存库,其膜上 H+-ATPase 和 H+-PPase 能够通过改变其活性来调控硝酸盐在胞质和液泡间的分配比例,进而影响植物的氮素利用效率。在逆境胁迫条件下,提高液泡膜 H+-ATPase 和 H+-PPase 的活性有利于提高植株对逆境的适应能力,从而减少逆境胁迫对植株生长发育造成的不利影响。介绍了植物液泡膜 H+-ATPase 和 H+-PPase 的结构特征及其在植物生长发育过程中的生理功能,并对其在植物抵御非生物逆境胁迫过程中发挥的重要作用进行阐述,为进一步提高作物的氮素利用率及逆境适应能力提供方向。     

半定量RT-PCR法检测低磷胁迫下大豆根系质膜H+-ATPase基因的表达

试验以大豆为材料,采用水培方法,以β-微管蛋白基因为内参基因,用半定量逆转录聚合酶链式反应(se-mi RT-PCR法)检测在低磷胁迫下大豆根系质膜H+-ATPase基因表达量的变化,以期建立适于检测该基因表达的semi RT-PCR试验体系。结果表明:在低磷胁迫2 h时,与对照相比基因表达量有所增加,在4 h时相对表达量达到最大,6 h略有下降。这表明大豆根系质膜H+-ATPase基因表达量的增加可能与适应低磷胁迫的逆境有关,半定量RT-PCR法可以用来检测特定基因在不同条件下的表达量。     

番茄质膜H+-ATPase家族基因的鉴定和表达分析

植物质膜H+-ATPase（Ec3.6.1.3）是一类普遍存在于细胞质膜上通过水解三磷酸腺苷（ATP）产生能量,将细胞质中的氢离子（H+）逆浓度泵出细胞的运输蛋白。植物中的质膜H+-ATPase由一个多基因家族所编码,其功能涉及到植物生长发育的多个生理过程。通过对全基因组检索在茄科Solanaceae植物番茄Solanum lycopersicum中共鉴定到8个编码质膜H+-ATPase的同源基因（LHA1~8）。生物信息学分析显示:这8个LHA基因具有较高的序列相似性和较为保守的外显子/内含子结构特征。实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析显示,LHA1~4在所有被检测的组织器官中都有表达,LHA5~7几乎只在花器官中高量表达,而LHA8在正常培养和养分（氮、磷、钾和镁）缺乏以及高盐胁迫处理条件下几乎都不表达,但能够在被菌根真菌侵染的根系中强烈表达。将一段2 669 bp的LHA8的启动子融合GUS报告基因转入到烟草Nicotiana tabacum中发现,GUS基因几乎只在被菌根真菌菌丝侵入形成丛枝的根系细胞中特异性表达。图 5 表 2 参22     

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。      

水稻bip130与OSA7蛋白互作的验证及bip130对质膜H+-ATPase活性的影响

[目的]本文旨在验证水稻中bip130(油菜素内酯受体蛋白BR11互作蛋白130)与OSA7(质膜H+-ATP酶7)的相互作用以及ABA处理下bip130对水稻根部质膜H+-ATPase活性的影响.[方法]采用酵母双杂交技术(Y2H)、萤火虫荧光素酶互补成像系统(LCI)、GST pull-down、双分子荧光互补技术...     

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。     

拟南芥体内硝酸盐积累差异与细胞膜H+-ATPase的关系

以野生型拟南芥(WT)和叶柄硝酸盐积累减少的拟南芥突变体atnar1.4为材料,研究了叶柄与叶片硝酸盐的积累及细胞膜H+-ATPase.采用两相法分离了2种材料细胞膜并测定了细胞膜H+-ATPase活性,通过RT-PCR分析了WT与atnrt1.4叶柄及叶片中各个细胞膜H+-ATPase基因的表达,并采用Western blot分析了WT与atnrt1.4叶柄及叶片细胞膜上H+-ATPase的蛋白浓度.结果显示:atnrt1.4叶柄硝酸盐积累显著低于WT叶柄,仅为WT的58.6％;atnrt1.4叶柄中细胞膜H+-ATPase基因AHA3、AHA5、AHA10和AHA11的表达比WT显著降低;atnrt1.4叶柄细胞膜H+-ATPase蛋白浓度也显著低于WT叶柄.WT叶柄硝酸盐积累显著高于叶片,相应的细胞膜H+-ATPase的水解活性也显著高于叶片.上述研究表明:atnrt1.4叶柄硝酸盐积累减少导致其细胞膜H+-ATPase活性降低;拟南芥体内硝酸盐积累差异与细胞膜H+-ATPase活性有关.     

油菜根系质膜H+-ATPase活性对缺磷胁迫的反应

采用两相法分离水培油菜根系细胞膜,并测定了细胞膜H -ATPase水解活性.结果表明,与供磷植物相比,活体条件下,缺磷处理植株根系大量分泌H 并被钒酸盐抑制,缺磷处理植株磷含量明显下降.细胞膜纯度达90%以上.离体条件下,缺磷和对照植株细胞膜H -ATPase的最佳pH值均为6.0左右;缺磷油菜根系细胞质膜上H -ATPase水解活性和Vmax略有升高,Km和对钒酸盐的敏感性则降低.表明油菜根系细胞膜H -ATPase水解活性升高是其适应缺磷的一种生理机制,通过提高H -ATPase的活性很可能促进有机酸的分泌,从而活化根际土壤中被固定的磷.     

植物对营养胁迫的生理生化反应研究进展

综述了在营养胁迫,特别低Ｐ胁迫条件下,植物根系形态和代谢,专一性根分泌物,碳水化合物同化作用,特异蛋白的形成及营养胁迫与植物激素和多胺等生理生化反应。     

植物对盐胁迫的反应及其抗盐机理研究进展

本文从植物形态发育、质膜透性、光合和呼吸作用以及能量代谢等方面概述了盐胁迫下植物的生理生化反应,分析了盐害条件下离子胁迫和渗透胁迫作用机理以及植物的耐盐机制:植物小分子物质的积累、离子摄入和区域化、基因表达和大分子蛋白质的合成等,并简要综述了植物抗盐的分子生物学研究进展。     

膜分离式酶解反应器的研究及其在食品工业上的应用

本文简要介绍了酶膜反应器的概念、特点、分类以及在食品领域中的应用，阐述了酶膜反应器作为1种新技术的开发与应用，尤其是在食品加工中的应用广泛，并且具有较大的优势，在食品加工中所表现出来不足之处，提出了酶膜反应器的亟待解决的问题以及发展趋势。     

茉莉酸类物质在植物伤反应中的信号功能

植物伤反应是1个复杂的网络系统,茉莉酸类物质是植物伤反应中重要的信号分子.文章介绍了茉莉酸类在伤反应中的信号功能、信号转导模式以及胞间、胞内可能的信号转导途径,同时介绍了茉莉酸与乙烯、水杨酸、脱落酸、活性氧、一氧化氮的关系及其在伤反应中可能的作用机制.     

大气CO2浓度升高对植物的影响

近年来大气中CO2浓度急剧增加,对植物的各种生理特性及种群、群落和生态系统都产生重大影响.本文综述了大气CO2浓度升高对植物的主要生理特性(光合作用、呼吸作用、蒸腾作用和化感作用)、作物产量及植物种群消长、群落组成和生态系统结构和功能的影响.     

东亚小花蝽的生物学特性及其对桃蚜的功能反应

东亚小花蝽Orius sauteri(Poppius)是桃蚜Myzus pericae(Sulzer)的重要天敌之一.为更好利用其防治桃蚜,我们研究了它的生物学特性及其对桃蚜的功能反应.研究证明在25±1℃下,东亚小花蝽完成1个世代需20d～33d,其中卵期为1d～3d,1龄若虫期2d～4d,2龄若虫期2d～4d,3龄若虫期2d～3d,4龄若虫期2d～3d,5龄若虫期3d～4d,成虫期6d～19d.东亚小花蝽一生可捕食桃蚜345头,其中1龄一生捕食桃蚜12头,2龄捕食桃蚜19头,3龄捕食桃蚜20头,4龄捕食桃蚜27头,5龄捕食桃蚜42头,成虫捕食桃蚜225头,捕食量随龄期而增加.东亚小花蝽成虫羽化时间多集中在6:00am～10:00am,羽化当天即可交尾,产卵开始于交尾后的第6d,产卵高峰期在交尾后的第8d,一生可产卵42粒/♀.东亚小花蝽成虫对桃蚜的功能反应呈Holling Ⅱ型,拟合的圆盘方程为Na=0.9753N0/(1+0.0088N0).     

鸡血浆碱性磷酸酶与生产性能关系的研究

用磷酸苯二钠法测定新扬州鸡血浆碱性磷酸酶水平,发现早期酶水平与产蛋量、总蛋重等生产性能呈强的负相关,与各时期体重、开产蛋重和开产日龄等生产性能呈强的正相关.早期酶水平遗传力均在0.5—0.7之间.聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明该酶同功酶可分为F型(含有AKP~F带)和S型(含有AKP~S带).F型鸡具有体重大、开产晚、产蛋少和蛋重大的特点,而S型鸡的特点则相反。     

水稻在不同土水势下的生理反应

在低土水势下,叶片水势下降,且随着叶位的下降,叶片水势下降早而快。在150～900μmol photons·m~(-2)·s~(-1)的光强范围内,稻株群体净光合与光强呈线性关系,且随着土水势的下降,光强对光合的促进作用逐渐减弱。土水势、光强和气孔导度对光合强度的影响存在互作效应,在低土水势下,除气孔导度外,另有其它限制光合的因素存在。低土水势引起叶片质膜透性增加,同时刺激超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,水分胁迫造成的膜伤害很可能包含自由基伤害过程。低土水势对水稻根系活力的影响随生育时期和品种的不同而异,灌浆中、后期,较低的土水势能延缓根系的衰老。