中度嗜盐菌 Halomonas sp.BYS-1的渗透调节

Halomonassp BYS 1是一株从活性污泥中分离的中度嗜盐菌 ,它能在 0 1～ 2 6mol LNaCl的以苯乙酸为唯一碳源的基础培养基中生长。BYS 1在不同NaCl条件下生长时 ,胞内的Na 含量基本不发生变化 ;它主要通过积累K 、谷氨酸和甜菜碱来调节胞内外的渗透压平衡。当培养基中的NaCl浓度从 0 1mol L上升到 2 0mol L时 ,其胞内的K 、谷氨酸和甜菜碱分别提高了 1 9、 2 4和 1 3 6倍。     

川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物，已证明具选择地影响神经递质释放，有效地对抗肉毒中毒，促进细胞分化、凋亡，抑制肿瘤增殖，抑制昆虫发育和取食，影响K⁺、Ca²⁺通道活动等多种生物效应. 综述了证明川楝素抑制多种K⁺通道，选择地易化L型Ca²⁺通道和进而升高胞内Ca⁺浓度的研究资料，并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

短期NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗K+吸收和Na+、K+积累的影响

为研究盐胁迫下小麦幼苗生长及Na⁺、K⁺的吸收和积累规律,以中国春、洲元9369和长武134等3种耐盐性不同小麦品种为材料,采用非损伤微测技术检测盐胁迫2 d后的根系K⁺离子流变化,并对植株体内的Na⁺、K⁺含量进行测定。结果表明:短期(2d)盐胁迫对小麦生长有抑制作用,且对根系的抑制大于地上部,耐盐品种下降幅度小于盐敏感品种。盐胁迫下,小麦根际的 K⁺大量外流,盐敏感品种中国春K⁺流速显著高于耐盐品种长武134,最高可达15倍。小麦幼苗地上部分和根系均表现为Na⁺积累增加,K⁺积累减少,Na⁺/K⁺比随盐浓度增加而上升。中国春限Na⁺能力显著低于长武134,Na⁺/K⁺则显著高于长武134。综上所述,盐胁迫下造成小麦组织器官中Na⁺/K⁺比上升的主要原因是根系K⁺大量外流和Na⁺的过量积累,耐盐性不同的小麦品种间差异显著,并认为根系对K⁺的保有能力可能是作物耐盐性评价的一个重要指标。     

拟南芥根皮层细胞质膜内向K+通道电生理特性分析

利用膜片钳技术对模式植物拟南芥根皮层细胞原生质体的内向跨膜钾电流进行了全细胞记录 ,并对内向K⁺通道的特性进行了分析 .结果表明 ,拟南芥根细胞质膜上的内向K⁺通道由超极化膜电位所激活 ;该通道具有较高的K^+/Na⁺选择性 ,可被TEA⁺和Ba^{2 +}等K+通道阻断剂所抑制 ,而且对胞内自由Ca^{2 +}浓度变化不敏感 .这为进一步利用模式植物拟南芥进行植物K⁺吸收机制以及植物抗盐机制的研究奠定了基础 .     

AtNHX1基因对荞麦的遗传转化及抗盐再生植株的获得

通过农杆菌介导法将拟南芥液泡膜Na⁺/H⁺反向转运蛋白基因AtNHX1转入荞麦中,在2.0mg/L 6-BA、0.1mg/L IAA、1mg/L KT、50mg/L卡那霉素和500mg/L头孢霉素的MS培养基上进行选择培养,从来源于864块外植体的36块抗性愈伤组织中共获得426棵再生植株（转化频率为4.17%）。经PCR、Southern印迹分析、RT-PCR和Northern检测,初步证实AtNHX1基因已整合至荞麦基因组中。用200mmol/L的盐水对转基因植株和对照植株进行胁迫处理6周,转基因植株能够生存,而对照植株死亡。用不同浓度的NaCl溶液处理转基因植株和对照植株,发现Na⁺及脯氨酸含量在转基因植株中的积累水平显著高于对照植株,而K⁺的含量在转基因植株中的积累水平低于对照植株。次生代谢产物黄酮类化合物芦丁在转基因植株根、茎和叶片中的含量也比对照植株明显要高。这些结果表明利用基因工程手段提高作物的耐盐性是可行的。     

AtNHX1基因对荞麦的遗传转化及抗盐再生植株的获得

通过农杆菌介导法将拟南芥液泡膜Na⁺/H⁺反向转运蛋白基因AtNHX1转入荞麦中,在2.0mg/L 6-BA、0.1mg/L IAA、1mg/L KT、50mg/L卡那霉素和500mg/L头孢霉素的MS培养基上进行选择培养,从来源于864块外植体的36块抗性愈伤组织中共获得426棵再生植株（转化频率为4.17%）。经PCR、Southern印迹分析、RT-PCR和Northern检测,初步证实AtNHX1基因已整合至荞麦基因组中。用200mmol/L的盐水对转基因植株和对照植株进行胁迫处理6周,转基因植株能够生存,而对照植株死亡。用不同浓度的NaCl溶液处理转基因植株和对照植株,发现Na⁺及脯氨酸含量在转基因植株中的积累水平显著高于对照植株,而K⁺的含量在转基因植株中的积累水平低于对照植株。次生代谢产物黄酮类化合物芦丁在转基因植株根、茎和叶片中的含量也比对照植株明显要高。这些结果表明利用基因工程手段提高作物的耐盐性是可行的。     

长苞香蒲对人工盐碱湿地Na+和K+的吸收与转运特征

为揭示长苞香蒲(Typha domingensis)对盐生湿地生态系统中Na⁺和K⁺的吸收与转运特征,探讨长苞香蒲对盐生湿地的生态修复效果,该研究采用人工模拟盐生湿地的方法,设置CK(对照)、T1(浇灌100 mmol·L^-1盐水)、T2(浇灌200 mmol·L^-1盐水)及T3(浇灌300 mmol·L^-1盐水)4种不同盐浓度的人工湿地生态系统,并分别于5月5日(开始盐胁迫处理,S0)、5月30日(S1)、6月30日(S2)和7月30日(S3)测量其株高和干重、植株地上与地下部分Na⁺和K⁺的含量以及底泥和水体中Na⁺和K⁺的含量以分析长苞香蒲对盐碱湿地的脱盐作用。结果表明:(1)各处理的长苞香蒲的株高和干重随着处理时间的延长呈增加趋势,但与CK 相比,各处理生长量随盐浓度升高出现下降趋势。(2)高浓度盐处理(T3)使长苞香蒲的地上部分和地下部分的Na⁺分别增加了2.56倍和1.75倍,地上部分及地下部分的K⁺含量分别降低了34.1%和35.8%。(3)地上部分和地下部分的Na⁺/K⁺在处理和对照间均随处理时间延长呈增加的趋势,选择性转移系数与Na⁺和K⁺转移系数总体随处理时间延长呈降低的趋势。(4)在S0至S3期间,长苞香蒲对处理组土壤Na⁺和K⁺的去除率为10.6%～15.8%和2.3%～12.8%,对处理组水体Na⁺和K⁺的去除率为55.0%～65.1%和1.6%～67.0%。综上表明,盐胁迫能影响长苞香蒲体内的Na⁺和 K⁺平衡,长苞香蒲能够有效地吸收Na⁺,并在一定盐浓度下能通过K⁺的交换将Na⁺从根部吸收转运至地上部分。因此,长苞香蒲可通过离子转运的形式完成对盐离子的吸收,可作为盐碱湿地生态修复的优良植物。     

枯草芽孢杆菌B115优化培养及其对气单胞菌的抗菌效果的研究*

采用正交实验设计确定了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)B115的基础培养基成份为:胰蛋白胨1%,酵母膏0.25%,氯化钠0.5%;添加成份最优组合为(NH₄)₂SO₄0.1%,(K₂HPO₄+KH₂PO₄)(1.4+0.6)%和柠檬酸三钠0.1%;添加成分最优组合与基础培养基培养产量比较,表明添加K⁺     

外源甜菜碱提高恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)DLL1耐盐性的研究

研究了外源甜菜碱对恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)DLL1耐盐性的影响并对其渗透保护机制进行了初步的探讨;结果表明培养基中添加甜菜碱可以改善DLL1细胞在高盐培养基中的生长情况,添加150mg/L的甜菜碱可以使DLL1在1.2mol/L NaCl的基础盐培养基中生长,添加10mg/L的甜菜碱就足以显著缩短渗透胁迫条件下DLL1细胞的延滞期和代时,增加生长量;和不添加对照相比,延滞期由24h缩短到6h,代时由60min缩短到35.7min,最大生长量OD610由1.29增长到1.57。在渗透胁迫条件下,细胞从外界快速吸收外源甜菜碱来代替自身相容性溶质的合成。     

谷氨酸棒杆菌H+-ATPase基因失活提高谷氨酸产生量

为了证实在谷氨酸棒杆菌中,利用H⁺-ATPase基因失活构建高产谷氨酸基因工程菌的应用可行性,通过重组PCR技术部分缺失H⁺-ATPaseγ亚基基因序列,采用插入失活方法构建H⁺-ATPase失活的谷氨酸棒杆菌。考察了其谷氨酸产生能力及对生长速率的影响。实验结果表明,H⁺-ATPase失活的谷氨酸棒杆菌在含有100g/L的葡萄糖培养基中摇瓶发酵,其谷氨酸最大累积量为51.6g/L, 比野生菌株提高了42.9%。生长速率研究结果表明,H⁺-ATPase失活的谷氨酸棒杆菌生长速率略低于野生谷氨酸棒杆菌。证实了H⁺-ATPase基因失活对提高谷氨酸产量的作用,为利用H⁺-ATPase基因构建高产谷氨酸基因工程菌株提供了科学依据。     

大鼠前脂细胞质膜Na+/H+交换同时参与细胞的增殖和分化

以原代培养的大鼠前脂细胞为模型 ,以 2′ ,7′ bis ( 2 carboxyethyl) 5 ( 6 ) carboxyfluorescein (BCECF)作为检测胞内pH(pHi)的荧光探针 ,测定不同生长因子刺激下胞内pH的变化 ,证明大鼠肾周前脂细胞质膜存在Na⁺/H⁺交换活性 ,胎牛血清(FCS)能快速激活Na⁺/H⁺交换 ,导致pHi升高 (约 0 .2pH单位 ) ,并引起DNA合成 .Ethyl isopropyl amiloride (EIPA)抑制Na⁺/H⁺交换与DNA合成 .在无血清条件下 ,胰岛素不刺激DNA合成但引起细胞分化 ,表现为胞内脂滴积累和 3 磷酸 甘油脱氢酶(G₃ PDH酶 )活性增强 ,同时激活Na⁺/H⁺交换活性导致pHi升高 ;EIPA既抑制胰岛素对Na⁺/H⁺交换的激活 ,也抑制G₃ PDH酶活性增强 .结果证明 :Na⁺/H⁺交换的激活不仅与大鼠前脂细胞增殖相关 ,同时也是细胞分化的早期事件 .     

多细胞盐腺离子选择性分泌机理及其成因

为揭示多细胞盐腺对阳离子的选择性分泌机理, 在室内水培条件下, 研究了不同盐分胁迫(NaCl, KCl和NaCl+KCl)对多枝柽柳和短穗柽柳Na⁺, K⁺的分泌和累积, 以及不同盐腺抑制剂(orthovanadate, Ba²⁺, ouabain, tetraethylammonium[TEA]和verapami)对Na⁺和K⁺分泌的抑制及其在体内累积的影响. 结果表明, NaCl处理明显增加了盐腺对Na⁺分泌, 而KCl处理则显著促进K⁺分泌; Na⁺和K⁺的分泌量同累积量的比值表明, Na⁺的比值高于K⁺; 单一盐溶液中添加不同离子成分后, Na⁺和K⁺分泌表现不同: KCl处理中添加NaCl后, K⁺分泌速率显著降低, 但在NaCl处理中添加KCl, Na⁺的分泌则不受影响, 这些结果表明, 柽柳对Na⁺的分泌具有较高的选择性. 此外, 添加盐腺抑制剂后, 柽柳对Na⁺分泌分别受orthovanadate, ouabain, tetraethylammonium[TEA]和verapami的显著抑制, 而K⁺的分泌则分别受ouabain, tetraethylammonium[TEA]和verapami的显著抑制. orthovanadate对Na⁺, K⁺分泌抑制效应的差异, 可能是引起多细胞盐腺分泌Na⁺和K⁺能力不同的主要原因.     

大鼠海马CA1区锥体细胞上一种Ca2+依赖性KATP通道

K_ATP通道在细胞的新陈代谢与膜兴奋性的耦联中起重要作用.采用膜片钳的内面向外式记录方法,在成年大鼠海马CA1区锥体细胞上记录到一种被胞浆侧ATP和甲糖宁（tolbutamide,一种K_ATP通道阻断剂）抑制的Ca²⁺依赖性钾离子通道.在细胞膜内外的K⁺浓度均为140 mmol/L时,通道的电导为(204±21) pS,翻转电位为(3.57±1.13) mV,通道无整流性.通道开放概率及ATP对通道的抑制作用均呈现电压依赖性.该K_ATP通道与以往报道的“经典”K_ATP通道有显著不同,其活动受膜电位、胞内Ca²⁺和ATP三重调节,表明这是一种新型的K_ATP通道.上述结果表明在海马神经元上至少有两种性质不同的K_ATP通道,提示神经元可能通过不同性质的K_ATP通道感受细胞内的代谢状态,进而调节细胞膜的兴奋性.     

外源H2O2对盐胁迫下小白菜种子萌发和幼苗生理特性的影响

以小白菜"甜脆青"为试材,研究不同浓度（5、10、25、50和100 mmol/L）过氧化氢（H₂O₂）浸种处理对100 mmol/L NaCl胁迫下小白菜（Brassica chinensis L.）种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。结果表明：100 mmol/L NaCl胁迫明显抑制小白菜种子的萌发状况和幼苗生长,发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗根和芽长度和鲜重均明显降低,根和芽中CAT的活性及K⁺含量明显受到抑制,渗透调节物质、活性氧和MDA含量显著增加。不同浓度H₂O₂浸种处理提高了NaCl胁迫下小白菜种子发芽势、发芽指数和活力指数,促进小白菜根和芽的生长,增强了NaCl胁迫下根和芽中SOD、CAT和APX的活性及K⁺含量,降低O₂^-·产生速率及H₂O₂和MDA含量,进一步促进脯氨酸和可溶性糖含量的增加,降低体内Na⁺含量。其中以10 mmol/L H₂O₂处理缓解盐胁迫效果最好,明显缓解NaCl胁迫对小白菜种子萌发和幼苗生长的抑制。     

白内障与晶状体的离子转运

本文介绍了晶状体的结构与功能,并着重介绍了与白内障有密切关系的离子转运的研究概况。大多数学者认为,白内障晶状体的离子泵Na⁺,K⁺-ATPase和Ca²⁺-ATPase活力下降,也有人认为Na⁺,K⁺-ATPase的活力没有变化。     

中度嗜盐细菌Halomonas sp. BYS-1甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆和表达

Halomonas sp.BYS1是一株能矿化苯乙酸的中度嗜盐细菌,该菌能在0～20% NaCl 的条件下生长。甜菜碱是其主要渗透保护剂,通过在培养基中添加甜菜碱合成前体(胆碱、甘氨酸)的方法发现它能以胆碱为前体合成甜菜碱。通过PCR的方法克隆了甜菜碱醛脱氢酶基因(betB),测序后在大肠杆菌中进行了高效表达,表达产物占菌体总蛋白的31.5%,酶活为38.5 U/mg,为构建耐盐的转基因植物提供了材料。     

稀土La3+跨PC12细胞膜行为研究

使用AR-CM-M1C阳离子测定系统,发展Fura-2荧光测定技术,将其应用于测定细胞内游离稀土离子La³⁺,并以此研究了La³⁺跨PC12细胞（大鼠嗜铬细胞瘤细胞）膜的行为.结果表明：在模拟细胞内离子组分,pH=7.05的溶液中,测得La³⁺-Fura-2的表观解离常数为3.27×10^-11 mol·L^-1.对于PC12细胞,静息条件下La³⁺不能跨越细胞膜进入胞内.与钙离子通道相关的KCl和去甲肾上腺素均不能刺激稀土La³⁺过膜.用哇巴因（ouabain）使胞内Na⁺超载后,La³⁺可过膜进入细胞内,且过膜量与胞外La³⁺浓度和胞内Na⁺超载程度有一定的浓度依赖关系,提示La³⁺可以经由Na⁺／La³⁺交换机制过膜而进入细胞内.     

胃(H++K+)-ATPase结构与功能的研究

胃(H⁺+K⁺)-ATPase属于生物膜的第二类质子泵(E₁E₂型),从生理角度它是胃酸分泌的质子泵。本文结合我们初步的研究结果:猪、大白鼠胃粘膜(H⁺+K⁺)-ATPase的纯化以及由消炎痛引起的急性胃粘膜病变与胃粘膜(H⁺+K⁺)-ATPase的关系等,对此酶在近十几年来它的纯化、结构、性质、催化机理,向胃腔分泌盐酸的功能及其调节和胃病变的分子机理等方面进行了简要的综述。     

不同季节荷斯坦牛3个微卫星座位与GSH-Px、SOD和Na+/K+-ATP酶活性及日产奶量的关系

选择分别与谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)和Na⁺/K⁺-ATP酶基因紧密连锁的3个微卫星座位BMS2258、SOD1和BM723, 采用PCR及非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析其在130头荷斯坦牛中的遗传变异, 计算了3个微卫星座位的多态信息含量、有效等位基因数和遗传杂合度, 并利用最小二乘法拟合线性模型初步探索了它们与荷斯坦牛夏、秋季GSH-Px、SOD、Na⁺/K⁺-ATP酶活性及日产奶量的关系。结果表明, 3个微卫星座位与其紧密连锁基因的酶活性及日产奶量均存在显著相关(P<0.05)。BMS2258座位182 bp/164 bp的GSH-Px活性和日产奶量对应的最小二乘均值较高; SOD1座位148 bp/146 bp对应的SOD活性的最小二乘均值较高, 148 bp/148 bp对应的日产奶量最小二乘均值较高; BMS2258座位161 bp/111 bp对应的Na⁺/K⁺-ATP酶活性和日产奶量的最小二乘均值较高, 它们是各自座位上的最有利基因型。     

脉冲电场引起的红血球内钠离子浓度变化的研究

利用位移试剂和²³Na-NMR的方法研究脉冲电场对正常人红血球内Na⁺浓度的影响,实验结果给出在高强度电场作用下,细胞内Na⁺浓度增加,并且随脉冲强度的增加而增加,比指数关系还快.在低强度电场作用下,细胞内Na⁺浓度减少.乌苯苷能抑制细胞内Na⁺浓度的减少,抑制程度随乌苯苷浓度的增加而增强,从而证实了低强度的脉冲电场对Na⁺,K⁺-ATPase的激活作用,直接测定脉冲电场对红血球血影膜的Na⁺,K⁺-ATPase活性的影响,进一步证实了这一结果.并对在电场作用下细胞膜的通透性和电场对酶的激活作用及电场等外界物理信号是否能跨过细胞膜等进行了讨论.