植物离子吸收补偿点

植物吸收无机离子时,内流和外流同时进行。内流为主动运输,外流为被动扩散,两者平衡时的介质离子浓度C_(min)被定义为离子吸收补偿点。本文从植物组织吸收无机离子的机理推出C_(min)的表达式,并纠正了文献中有关C_(min)的错误概念,最后还讨论了C_(min)的实际应用,尤其在筛选农作物品种方面的意义。     

植物铜转运蛋白结构、功能及调控机制

植物通过转运蛋白吸收和转运矿质离子。为保持离子可用性和避免离子过度积累,离子转运蛋白的丰度和活性受到严格调控。铜转运蛋白(copper transporter, COPT)具有明显的结构特征和独特的亚细胞定位模式,在植物铜吸收、内源免疫和共生固氮等过程中发挥重要作用。该文对植物COPT家族蛋白的结构特征、生物学功能和调控机制等方面的研究进展进行综述,为植物铜稳态机制的揭示及品种改良提供参考。     

植物稳态矿质营养研究的理论与技术

植物稳态营养理论揭示了生长速率与营养物供应速率问的关系。以营养物通量密度和营养物生产率等概念为基础建立的施肥模型,为高产和保持土壤肥力提供了理论依据。本文对植物稳态矿质营养研究的基本理论和技术作了论述。     

植物铜转运蛋白的结构和功能

铜(Cu)是植物必需的微量营养元素, 参与植物生长发育过程中的许多生理生化反应。Cu缺乏或过量都会影响植物的正常新陈代谢过程。因此, 植物需要一系列Cu转运蛋白协同作用以保持体内Cu离子的稳态平衡。通常, Cu转运蛋白可分为两类, 即吸收型Cu转运蛋白(如COPT、ZIP和YSL蛋白家族)和排出型Cu转运蛋白(如HMA蛋白家族), 主要负责Cu离子的跨膜转运及调节Cu离子的吸收和排出。然而, 最近有研究表明, 有些Cu伴侣蛋白家族可能是从Cu转运蛋白家族进化而来, 且它们在维持植物细胞Cu离子稳态平衡中也具重要功能。该文对Cu转运蛋白和Cu伴侣蛋白的表达、结构、定位及功能等研究进展进行综述。     

植物对重金属的吸收和分布

植物修复是利用植物来清除污染土壤中重金属的一项技术。该技术成功与否取决于植物从土壤中吸取金属以及向地上部运输金属的能力。植物对金属的吸收主要取决于自由态离子活度。许多螯合剂能诱导植物对重金属的吸收。金属离子在液泡中的区域化分布是植物耐重金属的主要原因。同时,细胞内的金属硫蛋白、植物螯合脓等蛋白质以及有机酸、氨基酸等在金属贮存和解毒方面也起重要作用。本文还论述了重金属在植物体内运输的生理及分子方面的研究进展。     

植物对重金属的吸收和分布

植物修复是利用植物来清除污染土壤中重金属的一项技术。该技术成功与否取决于植 物从土壤中吸取金属以及向地上部运输金属的能力。植物对金属的吸收主要取决于自由态离子活度。许多螯合剂能诱导植物对重金属的吸收。金属离子在液泡中的区域化分布是植物耐 重金属的主要原因。同时,细胞内的金属硫蛋白、植物螯合肽等蛋白质以及有机酸、氨基酸等在金属贮存和解毒方面也起重要作用。本文还论述了重金属在植物体内运输的生理及分子 方面的研究进展。     

盐胁迫下植物细胞离子稳态重建机制

土壤盐渍化是困扰世界粮食产量的一大难题。在盐胁迫环境中,植物获得耐盐能力的一个重要策略是建立新的离子稳态(ionic homeostasis)。盐胁迫下植物细胞离子稳态依赖于膜转运蛋白(泵、载体和离子通道)。利用蛋白质的生化功能分析和突变体功能互补等方法,目前已克隆和鉴定了许多参与离子稳态重建的膜转运蛋白。综述了盐胁迫下植物细胞离子稳态重建的最新研究进展。     

植物中铵转运蛋白的研究进展

铵转运蛋白在众多生物中被克隆与鉴定,它是一种广泛存在于微生物、植物细胞及动物的细胞膜上主动转运铵离子的载体,分子量约为48kD,含有10～11个跨膜域.本文阐述了植物铵转运蛋白分离鉴定的过程,对于铵转运蛋白的结构、功能、基因表达调控等方面作了较详细叙述.不同氮素条件下,铵转运蛋白基因通过转录调控表现了对铵离子吸收转运的不同特点,使植物根系在较宽的浓度范围中吸收铵离子,为细胞内铵离子库的内稳态提供了理论依据.铵转运蛋白有助于作物更有效的吸收氮素,为农业生产粮食增收提供了有利保障.     

铅胁迫下植物抗性机制的研究进展

综述了近10多年来国内外研究重金属铅对植物的伤害机理,以及植物对铅的耐性机制的研究进展.首先从细胞分裂、细胞膜透性、光合作用和抗氧化酶系统等生理生化方面讨论了铅对植物的伤害机理,其次分析了铅离子跨膜运输、根系分泌物、金属配位体、铅离子区域化分布与植物抗性的关系.     

锰对植物毒害及植物耐锰机理研究进展

含锰矿渣的排放造成了严重的土壤锰污染。揭示锰毒害和植物的耐锰机制对于污染土壤治理具有重要意义。研究表明,高浓度的Mn2＋能够抑制根系Ca2＋、Fe2＋和Mg2＋等元素的吸收及活性,引起氧化性胁迫导致氧化损伤,使叶绿素和Rubisco含量下降、叶绿体超微结构破坏和光合速率降低。而锰超累积植物则具有多种解毒或耐性机制,如区域化、有机酸螯合、外排作用、抗氧化作用和离子交互作用等。根系主要通过有机酸的螯合作用促进植物对Mn^2＋的转运解毒,同时能够将过量的Mn^2＋区域化在根细胞壁中;叶片可通过酚类物质或有机酸螯合Mn^2＋,并将其区域化在叶片表皮细胞和叶肉细胞的液泡中（或通过表皮毛将Mn^2＋排出体外）。其中,金属转运蛋白在植物对Mn^2＋的吸收、转运、累积和解毒过程中发挥着重要作用。     

拟南芥养分离子转运蛋白研究进展

养分离子的跨膜转运是细胞获取养分的重要环节,亦是植物在组织和器官水平上进行养分吸收运移的基础。文中综述了拟南芥中养分离子转运蛋白在基因克隆、序列与结构分析、功能鉴定、表达与调控方面的研究进展,其中着重讨论了这些转运蛋白在氮、磷和钾等营养元素吸收、运输、分配中的作用。     

红树植物抗重金属污染研究进展

综述了重金属污染对红树植物生长的影响,红树植物吸收重金属并在其体内分布以及在这种污染环境下红树植物可能存在的抗性机制。红树植物是通过根部吸收重金属的,进入其体内的重金属除少量分布在叶表面的各种腺体组织中外,主要富集在根部;对吸收到体内的重金属红树植物通过细胞壁沉淀,液泡的区域化等有效方式以降低其毒性;红树植物还可通过渗透作用把重金属排除到体外以减少对自身的毒害;另外,生长在此环境下的红树植物以增强自身抗氧化系统来加强其抗重金属的能力。对今后有关这方面的研究趋势提出了一些看法。     

高等植物Na+吸收、转运及细胞内Na+稳态平衡研究进展

盐胁迫是影响农业生产的重要环境因素之一。本文对植物Na 吸收的机制和途径、Na 在植物体内的长距离转运以及细胞内Na 稳态平衡的研究进展进行了概述。参与植物Na 吸收与转运的蛋白和通道可能包括HKT、LCT1、AKT和NSCC等。其中,HKT是植物体内普遍存在的一类转运蛋白,能够介导Na 的吸收,其结构中的带电氨基酸残基对于其离子选择性有着非常明显的影响。LCT1是从小麦中发现的一类能够介导低亲和性阳离子吸收的蛋白,然而在典型的土壤Ca2 浓度下LCT1并不能发挥吸收Na 的功能。AKT家族的成员在高盐环境下可能也参与了Na 的吸收。目前虽然还没有克隆到编码NSCC蛋白的基因,但是NSCC作为植物吸收Na 的主要途径的观点已被广泛接受。SOS1和HKT参与了Na 在根部与植株地上部的长距离转运过程,它们在木质部和韧皮部的Na 装载和卸载中发挥重要作用,从而影响植物的抗盐性。另外,由质膜Na /H 逆向转运蛋白SOS1、蛋白激酶SOS2以及Ca2 结合蛋白SOS3组成的SOS复合体对细胞的Na 稳态具有重要的调节作用,单子叶和双子叶植物之间的这种调节机制在结构和功能上具有保守性。SOS复合体与其它位于质膜或液泡膜上的Na /H 逆向转运蛋白以及H 泵一起调节着细胞的Na 稳态。     

Kubelka—Munk模型下的兔血管对He—Cd激光的散射与吸收特性

测量了兔动脉和静脉夺He-Cd激光的反射和透射传输特性。实验采用两积分球系统及波长为441.6nm的He-Cd激光器,并根据测量数据及采用Kubelka-Munk模型分析和计算了兔动脉和静脉组织对该波长激光的吸收系统、散射系数及总的光强I（x）及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x）随厚度的变化情况。结果表明,兔动脉和静脉的温反射率和透射率有明显差别,而且,动脉对激光的吸收系数明显较静脉的要小,耐动脉对激光的散射系数却明显较静脉的要大,在动脉和静脉组织中总的光强I(x)及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)随厚度的变化情况也有明显的区别。     

拟南芥养分离子转运蛋白研究进展

养分离子的跨膜转运是细胞获取养分的重要环节,亦是植物在组织和器官水平上进行 养分吸收运移的基础。文中综述了拟南芥中养分离子转运蛋白在基因克隆、序列与结构分析、功能鉴定、表达与调控方面的研究进展,其中着重讨论了这些转运蛋白在氮、磷和钾等营养元素吸收、运输、分配中的作用。     

锰对植物毒害及植物耐锰机理研究进展

含锰矿渣的排放造成了严重的土壤锰污染。揭示锰毒害和植物的耐锰机制对于污染土壤治理具有重要意义。研究表明, 高浓度的Mn²⁺能够抑制根系Ca²⁺、Fe²⁺和Mg²⁺等元素的吸收及活性, 引起氧化性胁迫导致氧化损伤, 使叶绿素和Rubisco含量下降、叶绿体超微结构破坏和光合速率降低。而锰超累积植物则具有多种解毒或耐性机制, 如区域化、有机酸螯合、外排作用、抗氧化作用和离子交互作用等。根系主要通过有机酸的螯合作用促进植物对Mn²⁺的转运解毒, 同时能够将过量的Mn²⁺区域化在根细胞壁中; 叶片可通过酚类物质或有机酸螯合Mn²⁺, 并将其区域化在叶片表皮细胞和叶肉细胞的液泡中(或通过表皮毛将Mn²⁺排出体外)。其中, 金属转运蛋白在植物对Mn²⁺的吸收、转运、累积和解毒过程中发挥着重要作用。     

数种植物生物电流日周期变化观测初报

植物对养分吸收的方式分为:主动吸收、被动吸收和胞饮吸收三种^[1]。在植物体内,几乎可发现所有存在于土壤中的各种元素,这充分说明了被动吸收对植物矿质养分吸收的重要性。在矿质养分被动吸收过程中,溶于水中的离子对,以水为载体进入植物体内。土壤化学称这股荷电的离子为离子流;对植物而言,进入植物体内的这股离子流即营养流^[2]。荷电的离子流源源不断地通过根系,进入植物体内,并定向地运往地上部,这个过程表现为可检测出的植物生物电流。由此可见,植物矿质养分的被动吸收,不仅受到蒸腾作用、光合作用等耗水代谢的影响,而且还受到电磁场、太阳辐射能和月球引力作用--潮汐等大地物理诸因子的影响^[4]。因此,研究植物体生物电的变化规律,可在一定程度上较综合地反映植物对矿质养分的总体吸收情况。为此,本试验拟对数种植物生物电流日周期变化进行初步探讨。     

浅析植物吸收矿质盐与根际pH变化

1881年,Mayer根据植物吸收矿质盐时根际PH的变化,提出了生理酸碱性盐理论。植物吸收矿质盐时,根际PH为什么会发生变化？现行的植物生理学教材”·’,’－”伙都归结为植物对矿质盐的阴阳离子不均等吸收后残留离子的作用。一些讨论生理酸碱性盐的文章p’‘’恰当地否定了残留离子的作用,认为是由于植物不均等吸收了矿质盐的阴阳离子,为保持细胞PH恒定和电行平衡而分泌或吸收十”的结果。对此问题,笔者也想谈一点粗浅的看法。要阐明植物吸收矿质盐时根际PH变化的原因,首先应从根如何吸收矿质盐开始。矿质盐是以离子形式被吸收进入…     

叶片细胞的膜束缚ATP酶活性的测定

目前已在不同植物的一些器官及组织中发现细胞膜上存在离子激活的ATP酶活性。研究得较多的有根——涉及的植物如燕麦、大麦及玉米等;胚轴——如大豆、蚕豆、笋瓜等;此外尚有叶片表皮、子叶、芽鞘及种子等不同组织。这些工作均以植物组织为材料来直接分离膜分部。不少作者认为,这种束缚于细胞膜上能为离子激活的ATP酶与离子吸收、气孔关闭及激素诱导的生长等生理过程有关。叶片为具有重要生理功能的器官,但有关束缚于叶肉细胞质     

高等植物Na+ 吸收、转运及细胞内Na+ 稳态平衡研究进展

盐胁迫是影响农业生产的重要环境因素之一。本文对植物Na+吸收的机制和途径、Na+在植物体内的长距离转运以及细胞内Na+稳态平衡的研究进展进行了概述。参与植物Na+吸收与转运的蛋白和通道可能包括HKT、LCT1、AKT和NSCC等。其中, HKT是植物体内普遍存在的一类转运蛋白, 能够介导Na+的吸收, 其结构中的带电氨基酸残基对于其离子选择性有着非常明显的影响。LCT1是从小麦中发现的一类能够介导低亲和性阳离子吸收的蛋白, 然而在典型的土壤Ca2+浓度下LCT1并不能发挥吸收Na+的功能。AKT家族的成员在高盐环境下可能也参与了Na+的吸收。目前虽然还没有克隆到编码NSCC蛋白的基因, 但是NSCC作为植物吸收Na+的主要途径的观点已被广泛接受。SOS1和HKT参与了Na+在根部与植株地上部的长距离转运过程, 它们在木质部和韧皮部的Na+装载和卸载中发挥重要作用, 从而影响植物的抗盐性。另外, 由质膜Na+/H+逆向转运蛋白SOS1、蛋白激酶SOS2以及Ca2+结合蛋白SOS3组成的SOS复合体对细胞的Na+稳态具有重要的调节作用, 单子叶和双子叶植物之间的这种调节机制在结构和功能上具有保守性。SOS复合体与其它位于质膜或液泡膜上的Na+/H+逆向转运蛋白以及H+泵一起调节着细胞的Na+稳态。