NaCl胁迫下大麦根液泡膜H+-ATPase活性、离子吸收与钙的关系

NaCl胁迫2 d,耐盐大麦(Hordeum vulgare L.cv) ("滩引2号")根系液泡膜H+-ATPase活性增强,H+-PPase活性下降.以质膜Ca2+通道抑制剂La3+ (1 mmol/L)或Ca2+螯合剂EGTA (5 mmol/L)处理大麦幼苗,抑制了NaCl诱导的液泡膜H+-ATPase活性的增强,但提高了H+-PPase活性;用CaM拮抗剂三氟拉嗪(TFP,20 μmol/L)处理,也抑制了液泡膜H+-ATPase活性的增强.NaCl胁迫下,外加La3+,TFP或La3++TFP处理,使Na+吸收增加,K+和Ca2+吸收降低.结果表明,NaCl胁迫下,液泡膜H+-ATPase活性提高和离子吸收的变化可能与Ca-CaM系统有关.     

一氧化氮调节盐胁迫下小麦幼苗根部质膜H+-ATPase和焦磷酸酶活性提高耐盐性

采用外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)研究了NO对盐胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)幼苗耐盐性的影响.结果表明,0.1 mmol/L SNP处理显著缓解了1 50 mmol/L NaCl胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应,包括水分丧失以及叶绿素降解,从而提高了小麦幼苗的耐盐性.进一步结合1 mg/mL血红蛋白处理则显著逆转了SNP诱导的上述效应;利用亚硝酸钠和铁氰化钾作为对照也证实了NO对小麦幼苗耐盐性的专一性调节作用,并可能与NO对小麦幼苗根部质膜H -ATPase和焦磷酸酶活性诱导有关.此外,尽管NO显著提高了盐胁迫下小麦幼苗根部细胞质膜H -ATPase和焦磷酸酶的ATP水解活性,但是对跨膜H 转运则没有明显影响.应用外源CaSO4和EGTA处理也证实,Ca2 可能在NO诱导的质膜H -ATPase和焦磷酸酶活性的提高过程中起信号作用.另外,分析盐胁迫下小麦幼苗根部Na 和K 含量的变化也发现,NO对Na 含量没有明显影响,但是却显著提高了K 水平和K /Na 比,这可能也是NO提高小麦幼苗耐盐性的原因之一.     

NaCl胁迫下大麦根液泡膜H^＋—ATPase活性、离子吸收与钙的关系

NaCl胁迫 2d ,耐盐大麦 (HordeumvulgareL .cv) (“滩引 2号”)根系液泡膜H _ATPase活性增强 ,H _PPase活性下降。以质膜Ca2 通道抑制剂La3 (1mmol/L)或Ca2 螯合剂EGTA (5mmol/L)处理大麦幼苗 ,抑制了NaCl诱导的液泡膜H _ATPase活性的增强 ,但提高了H _PPase活性 ;用CaM拮抗剂三氟拉嗪 (TFP ,2 0 μmol/L)处理 ,也抑制了液泡膜H _ATPase活性的增强。NaCl胁迫下 ,外加La3 ,TFP或La3 TFP处理 ,使Na 吸收增加 ,K 和Ca2 吸收降低。结果表明 ,NaCl胁迫下 ,液泡膜H _ATPase活性提高和离子吸收的变化可能与Ca_CaM系统有关。     

渗透胁迫下钙对巨尾桉苗木生长和保护酶及膜脂过氧化的影响

控制培养液中钙含量(0、5、10、15mmol/L)研究水分胁迫(-0.8Mpa)下,钙对巨尾桉苗木生长及叶片中超氧阴离子(O2-.)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量、相对电导率和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响。结果表明:水分胁迫下,10mmol/L钙处理的苗木生长状况明显高于其它处理,与缺钙处理相比高生长增加35.3%,基径生长增加39.8%,生物总量增加28.1%,根/冠比增加29.8%;而O2-.产生速率、H2O2和MDA含量、相对电导率明显低于缺钙处理,SOD和CAT活性明显增高,而POD和APX活性明显降低。     

木薯华南8号组培苗对盐胁迫的生理响应

以NaCl胁迫生长的木薯(Manihot esculenta)华南8号(SC8)组培苗为材料,研究不同浓度(0、5、20、35、50 mmol·L-1及R50 mmol·L-1)NaCl处理对SC8组培苗的生长状况及叶绿素、过氧化氢(H2 O2)、丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响.结果表明:≤20 mmol·L-1的NaCl胁迫60 d对SC8组培苗的生长基本无影响;≥35 mmol·L-1的NaCl胁迫60 d抑制了SC8组培苗的生长,但高浓度(50 mmol·L-1)胁迫30 d后正常培养30 d,可以使SC8组培苗的长势得到恢复.叶绿素和MDA含量在≤35 mmol·L-1 NaCl处理下较对照出现积累现象,随NaCl浓度升高(≥50 mmol·L-1)含量开始下降;与对照相比,H2 O2含量在NaCl胁迫下未出现积累现象.NaCl胁迫下,POD、CAT和APX活性较对照均有所提高;较高浓度的NaCl处理下,SOD、CAT和APX活性开始降低.实时荧光定量PCR结果表明,≥50 mmol·L-1NaCl胁迫下,SOD、CAT、POD和APX的表达水平较对照出现上升现象.这说明短时间的盐胁迫不会对木薯造成致死伤害,可以通过调节生理指标的活性来提高木薯的耐盐性.     

NaCl胁迫下大麦根系液泡膜H+-ATPase活性与膜流动性的关系

用50～200 mmol/L NaCl处理2 d后,大麦(Hordeum vulgare L.)品种"滩引2号"(耐盐性强)根的液泡膜H+-ATPase活性增强,600 mmol/L NaCl处理下酶活性下降;"科品7号"(耐盐性弱)在50～100 mmol/L NaCl处理2 d后根的液泡膜H+-ATPase活性增强,200～600 mmol/L NaCl处理下酶活性随盐浓度增加而降低.50～200 mmol/L NaCl处理下"滩引2号"根的液泡膜流动性下降,600 mmol/L NaCl处理下膜流动性明显增大;盐胁迫下液泡膜膜脂脂肪酸不饱和度下降时,膜流动性下降,反之则膜流动性上升.由此推断高盐胁迫下液泡膜膜脂脂肪酸不饱和度上升而引起膜流动性上升可能是引起H+-ATPase活性下降的原因之一.     

盐胁迫对豌豆根液泡膜H^＋—ATPase活性及含量的影响

为了阐明液泡膜H^ -ATPase在盐胁迫下的作用和适应性调节机制,对豌豆（Pisum sativum L.）植株进行不同盐浓度和不同盐胁迫时间（1－3d）的处理后,分别测定液泡膜H^ -ATPase的H^ 转运活性、水解性和蛋白含量（A亚基）的变化。结果表明,100mmol/L和200mmol/L NaCl 处理1dH^ -ATPase的水解活性没有变化,而250mmol/L NaCl处理1d引起水解活性降低约25％。100mmol/L NaCl处理2d内水解活性没有变化,而第3天活性下降约20％。但是上述盐胁迫均能提高液泡膜H^ -ATPase的质子转运活性,说明盐胁迫后H^ -ATPase的水解活性和质子转运活性的变化不成比例,盐胁迫可能导致偶联比率的改变。Western blot研究发现,上述盐胁迫对液泡膜H^ -ATPase（A亚基）的含量基本无影响,仅100mmol/L NaCl处理3d后A亚基的量略有下降,这些结果证明,盐胁迫能刺激提高豌豆根液泡膜H^ -ATPase的H^ 泵效率,且泵效率的提高是源于偶联比率的改变,而不是由于ATP水解活性的提高和蛋白含量的增加。     

水杨酸提高香蕉幼苗的抗冷性与H2O2代谢有关

探讨了水杨酸(salicylic acid, SA)提高香蕉幼苗抗冷性的可能机理.在常温下(30/22 ℃)用不同浓度(0～3.5 mmol/L)的SA水溶液喷洒叶片1 d,置于7 ℃低温下冷胁迫3 d,随后于常温下恢复2 d后测定电解质泄漏率,结果表明:SA 0.3～0.9 mmol/L能显著提高香蕉幼苗的抗冷性,以0.5 mmol/L效果最佳.若把冷胁迫温度降到5 ℃,SA 0.5 mmol/L 预处理可显著减少幼苗叶片的萎蔫面积.但当SA浓度高于1.5 mmol/L时,恢复期间的电解质泄漏甚至高于对照(蒸馏水处理),表明它们加剧了冷害.SA提高香蕉幼苗的抗冷性可能需要H2O2的参与:1)SA 0.5 mmol/L常温处理诱导了H2O2的积累和活性氧造成的膜脂过氧化--三氯乙酸反应物质(TBARS)的增加,这可能与H2O2的清除酶--过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的受抑和H2O2的产生酶-超氧化物歧化酶(SOD)活性几乎不受影响有关;2)外源H2O2(1.5～2.5 mmol/L)也能显著降低低温胁迫期间的电解质泄漏,表明也能提高抗冷性;3)而用H2O2的捕捉剂--二甲基硫脲(DMTU)可明显抑制SA诱导的抗冷性;4)在低温胁迫与恢复期间,SA预处理明显提高了CAT和APX的活性,抑制了H2O2与TBARS的快速上升.     

NaCl胁迫下大麦根系液包膜H^＋—ATPase活性与膜流动性的关系

用50－200mmol/L NaCl处理2d后,大麦（Hordeum vulgare L.)品种“滩引2号”（耐盐性强）根的液泡膜H^ -ATPase活性增强,600mmol/L NaCl处理下酶活性下降;“科品7号”（耐盐性弱）在50－100mmol/L NaCl处理2d后根的液泡膜H^ -ATPase活性增强,200－600mmol/L NaCl处理下酶活性随盐浓度增加而降低。50－200mol/L NaCl处理下“滩引2号”根的液泡膜流动性下降,600mmol/L NaCl处理下膜流动性明显增大;盐胁迫下液泡膜膜脂脂肪酸不饱和度下降时,膜流动性下降,反之则膜流动性上升。由此推断高盐胁迫下液泡膜膜脂脂肪酸不饱和度上升而引起膜流动性上升可能是引起H^ -ATPase活性下降的原因之一。     

一氧化氮调节盐胁迫下小麦幼苗根部质膜H^＋-ATPase和焦磷酸酶活性提高耐盐性

采用外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)研究了NO对盐胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)幼苗耐盐性的影响。结果表明,0.1 mmol/L SNP处理显著缓解了150 mmol/L NaCl 胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应,包括水分丧失以及叶绿素降解,从而提高了小麦幼苗的耐盐性。进一步结合1 mg/mL血红蛋白处理则显著逆转了SNP诱导的上述效应;利用亚硝酸钠和铁氰化钾作为对照也证实了NO对小麦幼苗耐盐性的专一性调节作用,并可能与NO对小麦幼苗根部质膜 H -ATPase和焦磷酸酶活性诱导有关。此外,尽管NO显著提高了盐胁迫下小麦幼苗根部细胞质膜H -ATPase和焦磷酸酶的ATP水解活性,但是对跨膜H 转运则没有明显影响。应用外源CaSO4 和 EGTA 处理也证实,Ca2 可能在NO诱导的质膜 H -ATPase和焦磷酸酶活性的提高过程中起信号作用。另外,分析盐胁迫下小麦幼苗根部 Na 和K 含量的变化也发现,NO对Na 含量没有明显影响,但是却显著提高了K 水平和K /Na 比,这可能也是NO提高小麦幼苗耐盐性的原因之一。     

NaCl胁迫下大麦根系液泡膜H+-ATP酶活性受ATP和焦磷酸含量的调节

选用两个耐盐性强弱不同的大麦(Hordeumvulgare L.)品种,研究了NaCl胁迫下其幼苗根中ATP和焦磷酸(PPi)含量的变化以及PPi对液泡膜H -ATP酶活性的影响.结果表明:在含NaCl 200mmol/L的1/2 Hoagland溶液中处理2 d,耐盐品种(滩引2号)根中液泡膜H -ATP酶活性增加,然后逐渐下降,而H -PPi酶活性在NaCl处理9 d中'直下降.盐敏感品种(科品7号)在NaCl胁迫下根中H -ATP酶和H -PPi酶活性都下降(图1).与对照相比较,NaCl胁迫下耐盐品种根中ATP含量2 d时增加,4 d后下降;盐敏感品种根中ATP积累受NaCl胁迫的抑制(图2).NaCl胁迫下,两品种的PPi含量皆略有增加(图3).PPi对液泡膜H -ATP酶活性有竞争性抑制作用(图4).结果表明:ATP积累是NaCl胁迫下液泡膜H -ATP酶活性增加的原因之一,NaCl胁迫下大麦品种根中ATP含量下降和PPi对液泡膜H -ATP酶的抑制使该酶活性下降.     

外源多胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系生长及H+-ATP酶和H+-焦磷酸酶活性的影响

采用营养液水培方式,研究了根际低氧胁迫下外源多胺对黄瓜幼苗植株根系生长,内源多胺含量与质膜H -ATP酶、液泡膜H -ATP酶和焦磷酸酶活性的影响.结果表明,根际低氧胁迫显著抑制黄瓜幼苗根系的生长,外源Put(腐胺)和Spd(亚精胺)可缓解低氧胁迫对根系的生长抑制,多胺主要以Spd的形式发挥促进性的生理作用,Put通过转化为Spd发挥作用;低氧胁迫下黄瓜根系内源多胺含量略有提高,外源多胺处理可增加内源多胺的含量;低氧胁迫下外源Put和Spd处理后质膜H -ATP酶活性显著提高,外源多胺对黄瓜根系液胞膜H -ATP酶和H -焦磷酸酶活性没有明显影响,说明低氧胁迫下外源多胺主要通过提高质膜H -ATP酶活性而发挥生理作用.     

小麦幼苗拒Na+部位的拒Na+机理

采用日立Z 80 0 0原子吸收分光光度计测Na 、K 含量 ,采用不连续蔗糖梯度离心分离质膜和液泡膜微囊。递增盐度和盐冲击处理下 ,耐盐品种德抗 96 1的SK ,Na(吸收 ) 值和SK ,Na(运输 ) 值均明显大于盐敏感品种鲁麦 15 ;德抗 96 1根部和鲁麦 15根茎结合部Na 含量均呈递增趋势 ,表现出累积效应 ;德抗 96 1根细胞质膜微囊和液泡膜微囊H ATP酶活性均明显大于鲁麦15 ,鲁麦 15根茎结合部液泡膜微囊H ATP酶活性大于德抗 96 1,在同一品种的植株里 ,盐冲击的根和根茎结合部细胞质膜微囊和液泡膜微囊H ATP酶活性均小于递增盐度的酶活性。小麦拒Na 部位细胞质膜和液泡膜H ATP酶活性与其耐盐性强弱成正相关     

NaCl胁迫对宁夏枸杞幼苗根系质膜和液泡膜H+-ATPase活性的影响

以宁夏枸杞为材料,研究NaCl胁迫下枸杞幼苗组织含水量、干物质重量、无机离子分布、质膜透性、丙二醛 (MDA)含量及幼根质膜、液泡膜H -ATPase活性和耐盐性之间的关系。结果表明,在0．3％NaCl胁迫下,干物质重量、质膜透性、MDA含量略有增加,组织含水量略有下降;随着NaCl胁迫强度的增加,Na 、Cl-含量逐渐增加, K 含量则呈现下降的趋势;质膜透性增大与MDA含量升高呈显著正相关;质膜和液泡膜H -ATPase活性逐渐增加,且液泡膜H -ATPase活性显著高于质膜H -ATPase活性,表明枸杞具有较强的抗盐性。     

外源亚精胺对荇菜抗Hg2+胁迫能力的影响

3 mg/L的Hg2降低了叶内亚精胺(spermidine,Spd)、精胺(spermine,Spm)含量,促进了腐胺(put resci ne,Put)合成,喷施Spd可提高叶内Spd、Spm含量,对Put含量则在低浓度下使其下降、高浓度(将近1mmo1/L)下使之上升.3mg/L的Hg2 可显著降低SOD、CaT、APx活性,提高02-产生速率,导致膜脂过氧化物(MDA)过量积累,造成叶绿素、可溶性蛋白大幅度下降.而喷施Spd可减轻Hg2 处理的这些作用,喷施的最适浓度为0.1～0.5 mmol/L.     

低温、高pH胁迫对水稻幼苗根系质膜、液泡膜ATP酶活性的影响

以耐冷性不同的两个水稻品种为材料,比较研究了幼苗根系质膜、液泡膜ATP酶对低温(8℃)及高pH(8.0)胁迫的反应。结果表明水稻根细胞质膜和液泡膜上均存在Ca3+-ATP酶,但活性远低于H+-ATP酶。耐冷品种武育粳3号经低温(8℃)处理2d,根系质膜和液泡膜H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性均明显升高,至冷处理12d,H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性有所下降,但仍与对照相近;而冷敏感品种汕优63经低温(8℃)处理2d,根系质膜H+-ATP酶活性略有升高,而质膜Ca2+-ATP酶以及液泡膜H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性已明显下降;至冷处理12d,4种酶活性均明显低于对照。高pH胁迫使质膜和液泡膜H+-ATP酶活性下降,而使Ca2+-ATP酶活性上升。高pH胁迫会加剧低温冷害。结果表明,耐冷品种质膜、液泡膜ATP酶比冷敏感品种对低温胁迫有更强的适应能力。     

磷饥饿下番茄幼苗根系液泡膜H+-ATPase活性的适应性变化

以‘世纪星’番茄为材料。研究了磷饥饿下番茄幼苗的生长状况及其根部液泡膜H^＋-ATPase活性的适应性变化。结果表明：磷饥饿下番茄幼苗的平均高度均低于对照苗,而主根长度均显著长于对照。磷饥饿提高了番茄幼苗根部液泡膜H^＋-ATPase的水解活性,随着磷胁迫时间的延长,该酶的活性逐渐增大,在磷饥饿7d时达到最大,后又略有降低;而对照番茄幼苗根部该酶的活性变化很小。动力学分析表明：磷饥饿使番茄幼苗根部液泡膜H^＋-ATPase的Km值明显降低,但对该酶的Kmax影响不大。这说明磷饥饿提高了该酶对其底物的亲和力。此外,磷饥饿并不改变液泡膜H^＋-ATPase酶的最适pH值（仍为7．5）。     

Visualization by Freeze-Fracture Electron Microscopy of Intramembraneous Particles corresponding to the Tonoplast H+-Pyrophosphatase and H+-ATPase of Kalanchoë daigremontiana Hamet et Perrier de la Bâthie*

The H⁺-PPase and the H⁺-ATPase of the vacuolar membrane were separated during purification of tonoplast proteins of Kalanchoë daigremontiana Hamet et Perrier de la Bǎthie. Three membrane protein fractions prepared contained firstly, the H⁺-PPase protein without any subunits of the H⁺-ATPase, secondly, the H⁺-PPase protein with only minute traces of the intramembraneous 16 kDa c-subunit of the H⁺-ATPase, and thirdly, the H⁺-ATPase subunits without H⁺-PPase peptides as verified by SDS-PAGE. These three preparations were reconstituted into soybean (Glycine max L.)-phospholipid vesicles, and compared with proteoliposomes obtained by reconstitution of total solubilized tonoplast proteins as well as with native tonoplast vesicles. Analysis of freeze-fracture replicas prepared from these five different types of vesicles showed that there are two populations of intramembraneous particles, one with a diameter of 6.7-7.2 nm corresponding to the H⁺-PPase, and one with an average diameter of 9.1 nm belonging to the H⁺-ATPase. Thus, freeze-fracture electron microscopy allows one to visualize H⁺-PPase particles in addition to H⁺-ATPase particles in the tonoplast of Kalanchoë daigremontiana.