不同耐盐性小麦根Na~+和K~+的吸收特性

以耐盐小麦品种‘德抗961’和盐敏感小麦品种‘鲁麦15’为材料,研究小麦根Na+、K+吸收特性及其与耐盐性关系。结果表明,2个小麦品种根K+吸收动力学曲线均符合Michaelis-Menten方程,即V=Vmax×[S]/([S]+Km)+k×[S]。低浓度(低于25mmol·L-1)NaCl处理对根高亲和K+吸收系统转运K+具有促进作用,对耐盐品种‘德抗961’的促进作用更大。小麦根高亲和K+吸收系统是通过K+/H+同向转运,而不是K+/Na+同向转运。NaCl处理对根低亲和K+吸收系统有抑制作用,对盐敏感品种‘鲁麦15’的抑制作用更大。NaCl处理导致2个小麦品种根和叶片中的K+含量显著下降,Na+含量显著升高,但‘德抗961’根和叶片中的K+含量均显著高于‘鲁麦15’,‘德抗961’根中Na+含量显著高于‘鲁麦15’,而其叶片中Na+含量显著低于‘鲁麦15’,从而保证NaCl胁迫下其叶片较高的K+/Na+比。非选择性阳离子通道是小麦根Na+吸收的主要途径,K+通道是Na+吸收的一条重要途径。这些结果表明小麦部分通过调节根系K+吸收系统而维持叶片较高的K+/Na+比,从而提高其耐盐性。     

植物Na+/H+反向转运蛋白的研究进展

盐胁迫是限制植物生长发育的主要因素之一,植物Na+/H+反向转运蛋白可通过将Na+逆向转运出细胞外或将Na+区隔化于液泡中来抵制环境中过高的Na+浓度.植物中Na+/H+反向转运蛋白存在于细胞质膜和液泡膜上,现在已得到多种编码这些Na+/H+反向转运蛋白的基因,对其结构功能特性进行了大量研究,并发现将这些基因转入非抗盐植物中过量表达可提高转基因植物的抗盐性.概述了Na+/H+反向转运蛋白及其编码基因的最新研究进展.     

NaCl胁迫对高粱根、叶鞘和叶片液泡膜ATP酶和焦磷酸酶活性的影响

NaCl胁迫初期 ,Na 主要在根和叶鞘中积累。相应地 ,根和叶鞘液泡膜ATP酶和焦磷酸酶水解活性、依赖ATP和PPi的质子泵活性及Na /H 逆向转运活性均明显增加 ,根和叶鞘的生长没有受到抑制。NaCl胁迫后期 ,Na 开始向地上部分运输并在叶片中积累。此时 ,叶片液泡膜质子泵和Na /H 逆向转运活性开始增加 ,根和叶鞘的Na/K比增加 ,其液泡膜ATP酶和焦磷酸酶水解活性、质子泵活性和Na /H 逆向转运活性下降。相应地 ,根和叶鞘的生长也下降。当保温介质中Na/K比超过 1时 ,液泡膜微囊ATP酶和焦磷酸酶活性均随Na/K比的增加而下降。表明非盐生植物液泡膜质子泵在盐胁迫的初期对Na 在液泡内的积累及其耐盐性起重要作用     

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.     

欧洲山杨液泡膜Na+/H+ 反向运输体的性质鉴定

植物液泡膜Na /H 反向运输体可将细胞质中的Na 转运到液泡内储存,以减少胞内Na 的毒性.但木本植物如杨树是否有同样的机制目前还不清楚.以欧洲山杨的愈伤组织为材料,捣碎破碎愈伤组织细胞,经过差速离心和不连续蔗糖梯度离心得到纯化的欧洲山杨液泡微囊.通过液泡V-ATPase建立质子梯度,该液泡能够利用此梯度调控Na 的转运,表明液泡膜上存在Na /H 反向运输体活性(表观米氏常数Km是11.4mmol/L).Na /H 反向运输体的抑制剂——氨氯吡嗪咪能明显抑制转运体的活性.该Na /H 反向运输体也可以转运K ,但亲和能力比Na 低30%.该结果首次证明木本植物的液泡膜上存在Na /H 反向运输体.初步功能研究表明,愈伤组织在盐胁迫条件下,Na /H 反向运输体活性明显下降,提示该机制可能与山杨不耐盐有关.     

耐盐性不同的小麦根和根茎结合部的拒Na+作用

NaCl处理引起小麦幼苗干重下降,盐敏感品种比耐盐品种下降幅度要大.盐敏感品种的拒Na+能力为35%左右,耐盐品种的拒Na+能力为50%～60%左右,这表明耐盐品种的拒Na+能力远远大于盐敏感品种.不同耐盐性小麦的拒Na+部位不同,盐敏感品种的拒Na+部位主要在根茎结合部,而耐盐品种的拒Na+部位主要在根部.     

盐胁迫下无花果细胞质膜和液泡膜H+-ATPase活性对脯氨酸积累的影响

盐胁迫降低无花果振荡培养细胞培养液pH ,添加质膜H ATPase活性抑制剂Na3VO4 则抑制盐诱导的培养液pH下降 ,表明盐诱导培养液pH下降主要是细胞质膜H ATPase活性增加的结果。NaCl处理提高活体细胞质膜H ATPase活性 ,而降低膜微囊H ATPase活性。培养液中添加Na3VO4 5 0 μmol/L完全抑制盐胁迫下无花果细胞游离脯氨酸积累 ,但添加更高浓度Na3VO4 ,则提高细胞液泡膜H ATPase活性 ,同时Na3VO4 抑制脯氨酸积累的效应下降 ,暗示盐胁迫下无花果细胞质膜和液泡膜H ATPase共同参与细胞质pH调节 ,影响游离脯氨酸积累。     

耐盐性不同的小麦根和根茎结合部的拒Na~ 作用

NaCl处理引起小麦幼苗干重下降 ,盐敏感品种比耐盐品种下降幅度要大。盐敏感品种的拒Na 能力为 35 %左右 ,耐盐品种的拒Na 能力为 5 0 %～ 6 0 %左右 ,这表明耐盐品种的拒Na 能力远远大于盐敏感品种。不同耐盐性小麦的拒Na 部位不同 ,盐敏感品种的拒Na 部位主要在根茎结合部 ,而耐盐品种的拒Na 部位主要在根部     

Na+/H+ 逆向转运蛋白与植物耐盐性关系

Na+/H+ 逆向转运蛋白与植物的耐盐性有密切的关系。在高等植物体内,主要存在两种Na+/H+ 逆向转运蛋白,分别为位于细胞质膜上的逆向转运蛋白SOS1,以及存在于液泡膜上的AtNHX1。质膜Na+/H+ 逆向转运蛋白主要负责Na+ 的外排,液泡膜Na+/H+ 逆向转运蛋白主要负责把Na+ 区隔化入液泡。过量表达质膜Na+/H+ 逆向转运蛋白SOS1或液泡膜Na+/H+ 逆向转运蛋白AtNHX1能够明显提高植物的耐盐性。本文对植物中Na+/H+ 逆向转运蛋白及其与植物耐盐性之间的关系研究最新进展作一概述。     

胡杨液泡膜微囊的纯化及其质子转运活性

 为进一步研究液泡膜及 H+ - ATP酶在胡杨抵御盐胁迫中所起的作用 ,比较了研磨、捣碎和超声破碎三种细胞破碎方法 ,从悬浮培养的胡杨细胞中制备液泡膜微囊的效果 ;并用差速离心和不连续蔗糖密度梯度离心纯化了胡杨液泡膜微囊 .通过测定 H+ - ATP酶对 NO-3 、VO3-4和 Na N3的敏感性 ,以及焦磷酸酶质子转运活性表明 ,液泡膜微囊主要分布在 0 %～ 2 5%的蔗糖界面上 .捣碎法破碎细胞结合差速离心和蔗糖密度梯度离心可获得正向微囊比例高、封闭性好和酶活性高的液泡膜微囊     

等渗盐胁迫对番茄抗氧化酶和ATP酶及焦磷酸酶活性的影响

用Ca(NO3)2 80 mmol/L和NaCl 120 mmol/L等渗溶液处理番茄幼苗后,细胞质和叶绿体中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性升高,并且NaCl胁迫的作用明显高于Ca(NO3)2胁迫.Ca(NO3)2处理提高了线粒体中SOD、CAT、APX的活性,而NaCl处理降低了它们的活性.根系质膜H -ATPase、液泡膜H -ATPase、焦磷酸酶(H -PPase)的活性和叶片丙二醛(MDA)及脯氨酸含量在两种盐胁迫后明显增加.NaCl处理对植株生长的抑制程度明显高于Ca(NO3)2处理.     

NaCl处理下大麦根系质膜微囊结合多胺与Na+/H+逆向运输的关系

NaCl10 0mmol/L处理结合外施Spd和Put以及多胺代谢抑制剂邻二氮杂菲和MGBG ,以改变大麦根系质膜结合多胺种类和数量 ,研究了大麦根系质膜上两种形态多胺与质子泵和Na /H 逆向运输活性的关系。结果发现 ,NaCl处理后大麦根系质膜微囊上存在Na /H 逆向运输活性。质膜H ATPase活性与膜上非共价键结合多胺数量间呈显著正相关 ,其中 ,Spd对H ATPase的激活程度大于Put。膜蛋白上共价键结合多胺数量与Na /H 逆向运输活性间呈极显著正相关关系 ,说明大麦根系质膜Na /H 逆向运输的盐诱导似乎与Na /H 逆向运输蛋白的从头合成有关。此外 ,质膜Na /H 逆向运输活性仅与膜蛋白上共价键结合多胺数量有关 ,而与多胺种类关系不大。     

Tonoplast Na+/H+ Antiport Activity and Its Energization by the Vacuolar H+-ATPase in the Halophytic Plant Mesembryanthemum crystallinum L

Tonoplast vesicles were isolated from leaf mesophyll tissue of the inducible Crassulacean acid metabolism plant Mesembryanthemum crystallinum to investigate the mechanism of vacuolar Na+ accumulation in this halophilic species. In 8-week-old plants exposed to 200 mM NaCl for 2 weeks, tonoplast H+-ATPase activity was approximately doubled compared with control plants of the same age, as determined by rates of both ATP hydrolysis and ATP-dependent H+ transport. Evidence was also obtained for the presence of an electroneutral Na+/H+ antiporter at the tonoplast that is constitutively expressed, since extravesicular Na+ was able to dissipate a pre-existing transmembrane pH gradient. Initial rates of H+ efflux showed saturation kinetics with respect to extravesicular Na+ concentration and were 2.1-fold higher from vesicles of salt-treated plants compared with the controls. Na+-dependent H+ efflux also showed a high selectivity for Na+ over K+, was insensitive to the transmembrane electrical potential difference, and was more than 50% inhibited by 200 [mu]M N-amidino-3,5-diamino-6-chloropyrazinecarboxamide hydrochloride. The close correlation between increased Na+/H+ antiport and H+-ATPase activities in response to salt treatment suggests that accumulation of the very high concentrations of vacuolar Na+ found in M. crystallinum is energized by the H+ electrochemical gradient across the tonoplast.     

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。     

不同抗盐性小麦叶鞘的Na+/K+选择性

以200mmol／LNaCl处理耐盐小麦（Triticum aestivum L．）品种DK961和盐敏感小麦品种LM153d后,DK961叶鞘中Na^＋含量和叶片中K^＋含量均显著高于LMl5,这造成DK961叶片中Na^＋／K^＋比显著低于LM15。即DK961的叶鞘以其较LM15更强的限制Na^＋、推动K^＋向叶片运输的能力来保持叶片相对较低的Na^＋／K^＋比,即叶鞘在小麦抗盐性中可能起重要作用。     

水稻胚乳细胞质膜内陷的超微结构和磷酸酶的细胞化学定位

对生长分化期水稻胚乳细胞的质膜内陷进行了超微结构和磷酸酶的细胞化学研究。结果表明 ,胚乳细胞内的小泡、内质网常与胞间连丝相连 ;质膜形态多变 ,功能活跃 ,由局部起伏的波纹状发展成明显内陷 ,深浅不一 ,多呈袋状 ,袋中包含着大小不一的泡状物 ;有些内陷脱离质膜成为胞质中的囊泡 ,表现出活跃的内吞现象。除细胞间隙中含有圆球状的内含物外 ,在质膜内陷和囊泡中常含有大量的内含物。H ATP酶定位结果显示 ,质膜及其邻近的泡状物周围有酶的分布 ;而酸性磷酸酶定位在液泡、胞间隙和其中的泡状内含物周围 ;在质膜及其内陷形成的囊泡中有G6P酶的分布。这些结果表明胞间隙和质膜内陷在物质的运输中可能起着重要作用     

抗盐胡杨Na+/H+逆向转运蛋白基因PeNhaD1的功能

将胡杨Na /H 逆向转运蛋白基因PeNhaD1,分别转入对盐敏感的缺失质膜和缺失液泡膜Na /H 逆向转运蛋白基因的酵母突变菌株ANT3和GX1中。结果表明,在pH6.0、Na 浓度为80mmol/L(固体培养基)或400mmol/L(液体培养基)的条件下,转化具有目的基因的酵母ANT3具有更高的耐盐性,而将目的基因转化到突变株GX1时,却不能提高其耐盐性。实验结果说明PeNhaD1可能是通过编码质膜Na /H 逆向转运蛋白而提高酵母的耐盐性的,推测其在胡杨耐盐机制中的作用可能是提高拒盐性。     

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）。     

盐胁迫下水稻叶绿体中Na+、Cl-积累导致叶片净光合速率下降

研究了0-200mmol/L的NaCl胁迫下耐盐性不同的水稻品种Pokkali(耐盐）和Peta(盐敏感）根系,叶片和叶绿体中Na^ ,K^ 和Cl^-含量的变化及其与叶片光合作用的关系。结果表明：随着NaCl胁迫时间和浓度的增加,供试2个品种在根,叶片和叶绿体中Na^ ,Cl^－含量增加,K^ 含量下降。耐盐品种体内Na^ ,Cl^－含量增加或K^ 含量减少的幅度小于盐敏感品种。在200mmol/L的NaCl胁迫下盐敏感品种根,叶片和叶绿体中的Na^ /K^ 分别是耐盐品种的208％,308％和297％。与Na^ 相比,耐盐品种根系对K^ 吸收和向叶片运输的选择性（SK,Na)较强。但在经过0,100和200mmol/L的NaCl处理后2个品种叶绿体中的Na^ /K^ 均高于叶片（SK,Na均小于1）。盐胁迫下水稻叶绿体中Na^ ,Cl^-含量和Na^ /K^ 与叶片净光合速度呈极显著负相关。