胡杨悬浮细胞的生长及液泡膜微囊的制备

改进了胡杨细胞悬浮培养体系，细胞得率提高了3倍多。做出了胡杨悬浮细胞：的生长曲线，以培养12～15d为宜。摸索了胡杨细胞破壁技术，使用了研磨、超声、捣碎、French Press法。从蛋白产率、v．H^ ATPaSe活力、反应潜势三个方面考虑选用捣碎法，结合差速离心和蔗糖密度梯度分离纯化液泡膜微囊，完善了从胡杨细胞分离纯化液泡膜微囊的试验流程，从而使液泡膜H^ ATPase的研究成为可能。     

木榄Na~+/H~+逆向转运蛋白基因的克隆

根据北滨藜、胡杨、毛白杨、番杏、盐爪爪、盐角草等已发表的逆向转运蛋白的保守区设计简并引物,通过RT-PCR和RACE技术,从木榄(Bruguiera gymnorrhiza)中克隆Na+/H+逆转运蛋白长度为2130bp的cDNA全长序列,开放阅读框1626bp,编码541个氨基酸和一个终止子,含10个跨膜区。蛋白序列同源分析表明它与蓖麻、胡杨、葡萄、百脉根等植物的液泡膜型Na+/H+逆向转运蛋白序列具有很高的同源性(80%以上),表明该序列确属Na+/H+逆转运蛋白家族的基因,在细胞中起到Na+区隔化作用。     

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。     

外源钙对盐胁迫下盐地碱蓬生长影响的初步探讨

以不同浓度的Ca2+(0、20 mmol/L)及不同浓度的NaCl(0、100、400 mmol/L)处理盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗,探索盐渍条件下Ca2+对该植物在生理和分子水平上的影响。结果表明,外源Ca2+处理使盐地碱蓬幼苗鲜质量明显高于对照,Ca2+、K+浓度也高于对照;叶片液泡膜Ca2+-AT-Pase活性升高。Ca2+/H+逆向转运体(Ca2+/H+antiporter)基因的表达量不仅随外源Ca2+处理而升高,而且NaCl处理后也明显升高。以上结果说明,盐对盐地碱蓬生长的促进是依赖Ca2+的,维持盐胁迫下胞质Ca2+浓度稳态的运输体主要是液泡膜Ca2+/H+逆向转运体。     

盐胁迫下胡杨和毛白杨叶细胞中的离子区隔化

该文以抗盐的胡杨和盐敏感的毛白杨组培再生苗为实验材料,利用X--射线微区分析技术研究盐胁迫下(为期20d的盐处理)叶片各种类型细胞内主要元素Na+、Cl-、K+的分布情况,测定的细胞类型包括:①叶脉细胞(叶脉维管束导管、叶脉维管束内部和外部的薄壁细胞);②叶肉细胞(栅栏组织、海绵组织);③表皮细胞(上、下表皮细胞).结果表明,胡杨和毛白杨叶细胞对盐离子的区隔化有明显差异:与毛白杨相比,盐处理后的胡杨叶细胞不但具有较高的拒Na+能力,即将Na+贮存在质外体中,而且液泡区隔Na+的能力也强于毛白杨.在Cl-的区隔化方面,对照处理胡杨各种类型的细胞(包括叶脉、叶肉和表皮细胞)Cl-浓度都高于毛白杨,但在盐胁迫下,胡杨叶片的细胞壁、液泡甚至叶绿体中Cl-的含量都低于毛白杨,这是胡杨根细胞限制Cl-离子根冠运输的结果.盐处理使胡杨叶片各种类型细胞中的K+浓度降低;与胡杨不同,毛白杨叶片细胞中质外体的K+浓度下降,而液泡中的K+水平却相应提高,这是毛白杨细胞内K+重新分配的结果:由于盐处理后毛白杨液泡内积累了过多的Cl-,K+从细胞壁进入液泡,用以平衡液泡内Cl-积累所带来的负电荷.     

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。     

冷胁迫对水稻幼苗根系液泡膜质子泵的伤害及钙的调节作用

选用耐冷性不同的两个水稻品种,研究了在低温下幼苗根系活力、液胞膜质子泵活性的变化及外源钙的调节作用。结果表明,８℃低温处理的水稻幼苗根系活力降低,随着胁迫时间的延长,伤害进一步发展,抗冷性弱的汕优６３比抗冷性强的武育粳３号伤害严重。８℃处理７ｄ内,两品种根系Ｖ－ＡＴＰａｓｅ（液泡膜Ｈ＾＋－ＡＴＰ酶）和汕优６３Ｖ－ＰＰａｓｅ（液泡膜Ｈ＾＋－焦磷酸酶）活性持续下降,而武育粳３号Ｖ－ＰＰａｓｅ在前３ｄ内     

Na~+/H~+逆向转运蛋白与植物耐盐性的关系

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.概述了 Na+/H+逆向转运蛋白的分子结构和功能,在次基础上介绍了该蛋白对盐胁迫的响应和耐盐性的关系,并简述了其基因的克隆和表达调控,同时对Na+/H+逆向转运蛋白研究的前景做了展望.     

过量表达TaNHX2基因提高转基因棉花的抗旱耐盐性

液泡膜Na+/H+反向转运蛋白在调节离子平衡,提高植物耐盐耐旱方面起着重要功能.为了研究液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因TaNHX2在棉花耐盐耐旱中的作用,以晋棉7号为受体,利用农杆菌介导法将克隆自小麦的TaNHX2基因转入棉花愈伤组织,通过组织培养胚状体发生途径获得转基因再生植株.以0.5％卡那霉素对再生苗筛选后,利用PCR和RT-PCR进行分子检测,证实外源基因已导入棉花并正常表达.在温室盆栽条件下,于4片真叶期对转TaNHX2基因棉花及其野生型对照施加NaCl或PEG胁迫处理,处理10天后发现盐胁迫或干旱胁迫显著抑制了棉花光合作用,提高了丙二醛(MDA)含量;转TaNHX2基因棉花的光合速率(Pn)显著高于野生型,MDA含量显著低于野生型;转TaNHX2基因棉花在盐旱胁迫后,叶片和根系中的Na+含量显著低于野生型对照.这些结果说明:在棉花中过量表达TaNHX2基因,盐旱胁迫下可以降低转基因棉花的Na+含量,提高光合速率,降低MDA含量,从而提高转基因棉花的耐盐抗旱能力.     

铝胁迫下钙对小麦根液泡膜功能和膜脂组成的影响

用不连续蔗糖密度梯度离心法分离小麦根尖液泡膜微囊 ,比较了铝胁迫下钙对耐铝小麦品种Altas 6 6和铝敏感品种Scout 6 6的根长、根系液泡膜ATP酶和焦磷酸酶活性、膜脂组成的影响。铝胁迫下增加营养液中的钙浓度 ,可明显缓解铝对两品种根伸长的抑制作用 ,提高根系液泡膜H ATP酶、焦磷酸酶和Ca2 ATP酶活性 ;增加磷脂含量 ,部分抑制了铝胁迫所引起的半乳糖脂含量上升。     

紫薇抗寒性鉴定方法比较研究

为探讨紫薇抗寒性能力之间的差异,以7个紫薇品种为实验材料,采用电导法、叶绿素荧光法和非损伤微测计数法对紫薇进行抗寒性鉴定,并与田间观察实验对比,研究了低温对紫薇抗寒性指标的影响及不同鉴定方法与抗寒性之间的关系。     

Ghrelin对大鼠胃蛋白酶和H+-K+-ATP酶活性的体外作用

从断奶大鼠中获得新鲜的胃粘膜,分离培养胃粘膜上皮细胞,培养30 h后,试验组换为分别含有1×10^-4、1×10^-3、1×10^-2和1×10^-1μmol/L生长素（Ghrelin）的新鲜培养液,对照组换为不含Ghrelin的正常新鲜培养液。继续培养4 h,收集培养液和细胞,分别测定培养液中胃蛋白酶活性和细胞中H^＋-K^＋-ATPase活性。试验结果表明：1×10^-3μmol/L的Ghrelin可显著提高胃蛋白酶的活性（P〈0.05）,1×10^-4、1×10^-3和1×10^-2μmol/L的Ghrelin显著提高胃黏膜上皮细胞中H^＋-K^＋-ATPase的活性（P〈0.05）。表明Ghrelin体外作用于胃粘膜上皮细胞可刺激胃蛋白酶和胃酸的分泌。     

Ghrelin对大鼠胃黏膜上皮细胞中H~+-K~+-ATP酶基因表达和活性的影响

为揭示Ghrelin对胃酸分泌的作用,从断奶大鼠中分离新鲜胃黏膜,培养胃黏膜上皮细胞,培养30 h后,试验组培养液更换为分别含有1×10-4 μmol/L、1×10-3 μmol/L、1×10-2 μmol/L和1×10-1 μmol/L Ghrelin的新鲜培养液,对照组换为不含Ghrelin的正常新鲜培养液.继续培养4 h后,收集培养液和细胞,分别测定细胞中H+-K+-ATPase mRNA表达和活性.结果表明:1×10-3 μmol/L Ghrelin可显著增加细胞中H+-K+-ATPase mRNA的表达(P＜0.05),1×10-4 μmol/L、1×10-3 μmol/L和1×10-2 μmol/L Ghrelin明显增加了胃黏膜上皮细胞中H+-K+-ATPase的活性.这表明Ghrelin体外作用于胃黏膜上皮细胞可刺激胃酸的分泌.     

Effects of Aluminum on ATPase Activity and Lipid Composition of Plasma Membranes from Wheat Roots

The effects of aluminum on ATPase activity and lipid composition of the plasma membranes isolated from root tips of Al-tolerant (Altas 66) or Al-sensitive (Scout 66) cultivar of Triticum aestivum L.was assayed. The results showed that both cultivars had similar changes in H+ -ATPase and Ca2+ -ATPase activities after aluminum treatment. Exposure of both cultivars to 20 and 100 (mol/L aluminum for 5 d significantly decreased the activities of Ca2+ -ATPase of plasma membranes. The activities of H+-ATPasc in plasma membrane increased under 20 μmol/L aluminum and decreased at 100 μmol/L aluminum. With aluminum treatment, the PL content of plasma membrane decreased, but GL content increased. The ratio of PL to GL decreased more distinctly in Scout 66 than that in Altas 66. Treated with 20 and 100 μmol/L aluminum, linolenic acid content and the index of unsaturated fatty acids decreaced greatly in Scout 66, but the index of unsaturated fatty acids in Altas 66 increased slightly.     

Cr6+胁迫对高丹草幼苗根质膜氧化及ATPase活性的影响

【目的】研究不同浓度Cr6+处理对高丹草幼苗根质膜氧化及ATPase活性的影响,阐明重金属Cr对植物的毒害机理,为铬污染地区优质牧草的种植提供理论依据。【方法】采用不同浓度(0(对照),0.5,1.0,1.8mmol/L)K2CrO4胁迫处理高丹草幼苗,测定根长、根干质量、根系中的Cr含量、根系O2.-产生速率和H2O2、丙二醛(MDA)含量及根质膜H+-ATPase、Ca2+-ATPase活性的变化。【结果】与对照相比,随着Cr6+处理浓度的增加,高丹草幼苗根长和根干质量均呈先升高后降低的变化趋势,O2.-产生速率、H2O2和MDA含量及细胞质膜相对透性显著升高(P<0.05),且与Cr6+处理浓度呈正相关。0.5 mmol/L Cr6+浓度处理时,H+-ATPase、Ca2+-ATPase活性与对照差异不显著(P>0.05),而在1.0,1.8 mmol/L Cr6+处理时,ATPase活性显著降低(P<0.05),并且与膜脂过氧化水平呈负相关。【结论】低浓度Cr6+处理对高丹草幼苗根系质膜ATPase活性影响较小,较高浓度Cr6+处理使AT-Pase活性及根生长受到抑制。     

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。     

菲和芘胁迫对平邑甜茶根毛细胞钙、钾和氢离子流动性的影响

【目的】探明多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)对植物生长毒害的机理,以及PAHs中不同物质毒害效应的差异。【方法】采用非损伤微测技术测定平邑甜茶幼苗根毛经多环芳烃菲和芘处理后Ca2+、 K+、H+流速变化。【结果】经过菲处理后,Ca2+、K+、H+流动性发生明显逆转,平均流速由对照的（-63.53±9.30） pmol•cm-2•s-1、（-60.56±14.56） pmol•cm-2•s-1、（+44.38±5.19 ） pmol•cm-2•s-1分别改变为(+127.18±39.95) pmol•cm-2•s-1 、(+109.97±25.68) pmol•cm-2•s-1、(-10.35±1.57 ) pmol•cm-2•s-1。经芘处理后,Ca2+、K+、H+流动性同样发生逆转,平均流速分别改变为（+220.29±60.42） pmol•cm-2•s-1、（+140.21±27.87） pmol•cm-2•s-1)、（-14.42±3.16） pmol•cm-2•s-1。【结论】PAHs破坏了细胞膜通透性,降低了离子通道活性,活化了根细胞质膜 Ca2+-ATPase 及 Ca2+/ H+反向转运体,扰乱了平邑甜茶根系对Ca2+、K+离子的吸收过程,造成相应元素缺失,并且芘造成的毒害效应显著高于菲,成为PAHs毒害植物体的机理之一。说明多环芳烃对植物生长的影响可以追溯到离子吸收及离子通道的改变上,为进一步研究PAHs对植物影响提供了理论依据。     

不同氮素营养形态对香蕉生长及其根系质子泵活性的影响

[目的]研究不同氮素营养形态(不同比例NH4+/NO3-)对香蕉生长及根系质子泵活性的影响.[方法]在温室中水培巴西种香蕉(Musa AAA Cavendish cv.Baxi),设置5个处理:100％硝态氮处理(100％N);75％硝态氮和25％铵态氮处理(75％N+25％A);50％硝态氮和50％铵态氮处理(50％N+50％A);25％硝态氮和75％铵态氮处理(25％N+75％A);100％铵态氮处理(100％A).测定香蕉的生物量和N、P、K、Ca、Mg养分含量,并分离根系细胞膜,测定质子泵活性,建立植物生长状况与质子泵活性之间的联系.[结果]铵硝混合营养比单一的铵态氮或硝态氮营养对香蕉生长具有更好的生长效果,其中以50％硝态氮+50％铵态氮处理中香蕉植株的生物量最大,植物体内养分含量也最高;香蕉根际pH值与不同比例NH4+/NO3-有关,在100％铵态氮处理时最低,随着硝态氮比例的增加,pH值逐渐上升;香蕉根系细胞膜质子泵活性在100％铵态氮处理时最高,随着硝态氮比例的增加,质子泵活性逐渐降低.[结论]质子泵活性既与营养液中的不同比例NH4/NO3有关,也受到铵态氮或硝态氮吸收后根际pH值变化的影响.质子泵活性过高与过低都是植物生长受到外界胁迫后的一种应答,或是总体生长状况不良的一种反应.相反,质子泵活性处于一个相对稳定的适中状态才说明植物处于一个最佳的生长状态.     

盐胁迫对黑麦、硬粒小麦和小黑麦发芽的影响

采用培养皿发芽法,研究了不同浓度NaCl处理对黑麦、硬粒小麦和小黑麦发芽的影响。结果表明,不同浓度的NaCl对其发芽的影响存在显著差异;低浓度NaCl对其种子萌发的影响较小,高浓度NaCl对种子萌发起抑制作用。NaCl处理对3种小麦的H+-ATP酶活性有一定影响,其中硬粒小麦的酶活性下降幅度最大。黑麦具有较强的耐盐性,小黑麦次之,硬粒小麦耐盐性相对较弱。可见黑麦可以作为小麦作物耐盐性改良的重要种质资源。