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。     

液泡膜H^＋—PPase及其对逆境胁迫的反应

概述了液泡膜Ｈ~＋-ＰＰａｓｅ的分子组成、生化性质、生理功能及该酶对逆境的响应。     

胁迫反应中的液泡膜H^＋—ATPase

在简要阐述植物细胞液泡膜上V型H＋-ATPase的基本结构和一般特性的基础上,介绍在胁迫应答中,该酶通过改变分子结构,调节其功能及其在植物细胞信号转导中可能存在的调节机制,以及液泡膜V型H＋-ATPase在植物抗逆生理行为中的重要作用。     

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。     

K+营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬生长及叶片液泡膜V-H+-ATPase和V-H+-PPase活性的影响

对溶液培养的盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)幼苗进行不同浓度NaCl胁迫并改变培养液中K+浓度,以了解K+营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬幼苗生长及叶片液泡膜V-H+-ATPase、V-H+-PPase活性的影响.提高培养液K+浓度可明显增加盐胁迫下碱蓬植株的鲜重、干重,促进盐地碱蓬叶片及根部组织K+积累.盐地碱蓬叶片液泡膜V-H+-ATPase至少由A、B、C、D、E及c亚基组成,其表达量在缺K+处理(12 μmol/L K+)下随盐胁迫浓度的增加而减小,而在正常K+(6 mmol/L)培养下则随盐胁迫浓度的增加而增加;盐地碱蓬叶片液泡膜V-H+-PPase分子量为72 kD,在缺K+和正常K+供应情况下,V-H+-PPase均有较高表达.V-H+-ATPase及V-H+-PPase活性变化与其亚基表达量变化基本成正相关.结果表明: K+对盐生植物碱蓬的耐盐性有重要作用,盐胁迫下,K+可能参与了V-H+-ATPase和V-H+-PPase活性调控.     

盐胁迫下无花果细胞质和液泡膜H^＋—ATPase活性对脯氨酸积累 …

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Ｈ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 ５０μｍｏｌ／Ｌ完全抑制盐胁迫下无花果细胞游离脯氨酸只累,但添加更高浓度Ｎａ３ＶＯ４,则提高     

盐地碱蓬叶片液泡膜H^＋—ATPase B亚基的克隆及盐胁迫下表达分析

植物液泡膜H^ -ATPase在建立跨液泡膜质子梯度、促进液泡Na^ 区域化、提高植物耐盐性方面发挥着重要作用。本实验从盐生植物盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)cDNA文库分离到碱蓬叶片液泡膜H^ -ATPase B亚基cDNA克隆。测序表明该基因长达1974bp,开放阅读框有1470bp编码489个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量约为54．29kD。Northern及Western印迹表明盐地碱蓬液泡膜H^ -ATPase B亚基表达明显受NaCl胁迫诱导,并且在NaCl胁迫下,B亚基在转录及翻译水平上与液泡膜H^ -ATPase c亚基存在协同作用。盐胁迫下,盐地碱蓬液泡H^ -ATPase B亚基与c亚基的协同表达增加了液泡H^ -ATPase的数量,从而提高了液泡H^ -ATPase活性,为碱蓬叶片液泡Na^ 区域化提供了动力,最终提高了碱蓬植株的耐盐性。     

K~ 营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬生长及叶片液泡膜V-H~ -ATPase和V-H~ -PPase活性的影响(英文)

对溶液培养的盐地碱蓬 (SuaedasalsaL .)幼苗进行不同浓度NaCl胁迫并改变培养液中K 浓度 ,以了解K 营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬幼苗生长及叶片液泡膜V_H _ATPase、V_H _PPase活性的影响。提高培养液K 浓度可明显增加盐胁迫下碱蓬植株的鲜重、干重 ,促进盐地碱蓬叶片及根部组织K 积累。盐地碱蓬叶片液泡膜V_H _ATPase至少由A、B、C、D、E及c亚基组成 ,其表达量在缺K 处理 (12 μmol/LK )下随盐胁迫浓度的增加而减小 ,而在正常K (6mmol/L)培养下则随盐胁迫浓度的增加而增加 ;盐地碱蓬叶片液泡膜V_H _PPase分子量为 72kD ,在缺K 和正常K 供应情况下 ,V_H _PPase均有较高表达。V_H _ATPase及V_H _PPase活性变化与其亚基表达量变化基本成正相关。结果表明 :K 对盐生植物碱蓬的耐盐性有重要作用 ,盐胁迫下 ,K 可能参与了V_H _ATPase和V_H _PPase活性调控     

大豆液泡膜H^＋—ATPase功能与构象关系的初步研究

大豆液泡膜Ｖ型Ｈ＾＋－ＡＴＰａｓｅ是ＡＴＰａｓｅｓ中的一种,它在植物细胞的生长发育中有重要的作用。利用竹红菌乙素（ＨＢ）和ＫＩ这两种分别猝灭蛋白质疏水区域内源荧光和亲水区域内源荧光的荧光猝灭剂,在不同ｐＨ值、温度条件下对纯化的大豆液泡膜Ｖ型ＡＴＰａｓｅ进行荧光猝灭实验,初步探讨了Ｖ型Ｈ＾＋－ＡＴＰａｓｅ的水解活性同其蛋白质折叠状态间的关系。研究表明,通过比较不同ｐＨ值、温度条件下蛋白质疏水区域和亲     

渗透胁迫对绿豆下胚轴延伸生长及H^＋分泌的影响

－０．９ＭＰａ甘露醇渗透胁迫处理,明显抑制绿豆幼苗下胚轴延伸生长和生长部位Ｈ＾＋分泌,而且随胁迫时间延长抑制程度增大。ＰＭＨ＾＋－ＡＴＰａｓｅ活性在渗透胁迫下先下降而后升高并超过对照水平。     

大麦幼苗根系液泡膜质子泵对苗的发育和盐胁迫的响应

大麦种子露白后52h的根和芽鞘中V－PPase的水解和质子转运活性较高,并随着幼苗的生长进程而下降,V－ATPase活性逐渐增强,用NaCl处理20d龄的大麦幼苗后,耐盐品种根系的V－PPase活性升高,而不耐盐品种则下降,NaCl对离体膜徵囊V－PPase活性有抑制作用。     

盐地碱蓬液泡膜Ca2^2＋/H^＋逆转运蛋白SsCAX1N末端原核表达和多克隆抗体的制备

采用PCR技术,从盐地碱蓬液泡膜Ca^2＋／H^＋逆转运蛋白SsCAX1的cDNA中扩增了其N末端亲水区段（1—210bp）,并将其插入到原核表达载体pGEX-6p-3中进行诱导表达。获得分子量约33．5kDa的可溶性融合蛋白,经纯化后从免疫家兔中得到了SsCAXl的特异性抗体。     

盐地碱蓬叶片液泡膜H+-ATPase B亚基的克隆及盐胁迫下表达分析

植物液泡膜H -ATPase在建立跨液泡膜质子梯度、促进液泡Na 区域化、提高植物耐盐性方面发挥着重要作用.本实验从盐生植物盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)cDNA文库分离到碱蓬叶片液泡膜H -ATPase B亚基cDNA克隆.测序表明该基因长达1 974 bp,开放阅读框有1 470 bp编码489个氨基酸,含有一个保守的ATP结合位点,其蛋白分子量约为54.29 kD.Northem及Western印迹表明盐地碱蓬液泡膜H -ATPase B亚基表达明显受NaCl胁迫诱导,并且在NaCl胁迫下,B亚基在转录及翻译水平上与液泡膜H -ATPase c亚基存在协同作用.盐胁迫下,盐地碱蓬液泡H -ATPase B亚基与c亚基的协同表达增加了液泡H -ATPase的数量,从而提高了液泡H -ATPase活性,为碱蓬叶片液泡Na 区域化提供了动力,最终提高了碱蓬植株的耐盐性.     

盐胁迫对小麦根质膜ATPase活性的影响

以小麦为实验材料,研究了盐胁迫对根质膜H^ —ATPase、Ca^2 —ATPase活性及H^ —ATPase蛋白表达的影响。结果显示：50、100、150mmol/L的NaCl处理72h后,小麦根质膜H^ —ATPase、Ca^2 —ATPase活性均降低。100mmol／L NaCl对质膜ATPase活性的抑制程度随处理时间的延长而增强,在处理24h后,H^ —ATPase和Ca^2 —ATPase的活性分别降为对照的72％和75％,而处理72h后,酶活性分别减小到对照的50％和48％。50、100、150mmol／L的NaCl直接作用于提取的质膜微囊,H^ —ATPase的活性分别降低约5％、8％和16％。Western blotting分析结果显示100mmol／L NaCl处理72h后,质膜H^ —ATPase的含量与对照比有所减少。本研究表明：盐胁迫抑制小麦根质膜H^ —ATPase、Ca^2 —ATPase的活性,酶含量的减少可能是盐胁迫导致质膜H^ —ATPase活性降低的原因。     

NaCl胁迫对盐芥质膜和液泡膜ATPase活性的影响

以盐生植物盐芥和中生植物拟南芥幼苗为材料,研究了盐胁迫对它们叶片和根质膜、液泡膜H+-ATPase、Ca2+-ATPases和K+-ATPase活性以及H+-ATPase、Na+/H+ 逆向转运蛋白表达的影响.结果显示:在NaCl胁迫下,盐芥叶片和根质膜的H+-ATPase活性分别比对照显著升高41%～212%和35%～53%,液泡膜的H+-ATPase分别显著升高281%～373%和4%～38%,而拟南芥却比相应对照都显著降低;相同盐浓度胁迫下,盐芥叶片的H+-ATPase活性比根部高4～8倍,盐芥根也远高于拟南芥.在NaCl胁迫下,盐芥叶片和根的液泡膜H+-ATPase蛋白质β亚基含量变化与其酶活性变化趋势一致,质膜Na+/H+ 逆向转运蛋白的表达量与Na+含量变化趋势一致.盐胁迫下盐芥根中Ca2+-ATPases和K+-ATPase活性的增加与根中Ca2+和K+含量呈显著正相关.研究发现,在盐胁迫条件下,盐芥能有效增强H+-ATPase蛋白和Na+/H+逆向转运蛋白表达,显著提高其根系与叶片质膜和液泡膜的H+-ATPase、Ca2+-ATPase和K+-ATPase活性,维持细胞质中较高的Ca2+和K+水平,从而缓解盐胁迫的伤害,增强耐盐性.     

盐胁迫下盐地碱蓬叶片液泡膜H+-ATPase H 亚基的克隆与表达分析

利用EST随机挑取克隆测序的方法从盐地碱蓬叶片cDNA文库中分离得到了盐地碱蓬V-H -ATPase H亚基cDNA序列,并进行了H、c亚基基因表达及V-H -ATPase活性分析.结果表明,H亚基基因全长1 969 bp,包括100 bp的5′-非编码区和471 bp的3′-非编码区.开放阅读框为1 398 bp,编码465个氨基酸残基,分子量约52.8 kD.N orthern杂交分析表明盐胁迫明显诱导了H亚基表达,而且盐胁迫下H、c亚基及V-H -ATPase活性存在协同作用.这些结果表明盐胁迫下H和c亚基基因上调及V-H -ATPase活性的增加为N a 区隔化到液泡中提供了质子驱动力.     

NaCl处理对盐地碱蓬开花及Na＋、K＋含量的影响

为探讨盐地碱蓬（Suaeda salsa）开花与盐的关系, 研究了1 （对照）、200和400 mmol·L-1 NaCl处理对盐地碱蓬不同分枝和单株开花数目、叶片和茎及花器官中的Na＋、K＋含量及Na＋/K＋比的影响。结果表明： 与对照相比, 200 mmol·L-1 NaCl处理下盐地碱蓬分枝及单株开花数目增加最显著, 单株开花数目增加了69.90%, 花器官中的Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了1.41倍和1.77倍, 而一级叶片的Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了3.96倍和4.96倍, 茎中Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了7.00倍和12.39倍。400 mmol·L-1 NaCl处理下, 单株开花数目增加了19.00%, 花器官中的Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了2.09倍和3.21倍, 而一级叶片的Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了4.28倍和6.50倍, 茎中Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了7.65和15.40倍。这些结果表明, NaCl处理下真盐生植物盐地碱蓬可能通过把Na＋区域化到茎叶而动员其中的K＋到花器官中维持花器官中合适的Na＋/K＋比而促进开花。     

盐地碱蓬过氧化氢酶基因的克隆及盐胁迫下的表达分析

过氧化氢酶是清除H2O2的重要酶类.从400 mmol/L NaCl处理的盐地碱蓬(Suaeda salsa(L.)Pall)地上部分的cDNA文库中克隆了两个编码过氧化氢酶的cDNA(Sscat1和Sscat2),其中Sscat1(1.7kb)是一个全长cDNA克隆,编码一个492个氨基酸的开放阅读框架,而Sscat2(1.1kb)是一个cDNA片段.据编码Sscat1 3＇端的287个氨基酸的cDNA序列与Sscat2的cDNA序列进行的BLAST同源性分析表明,Sscat1和Sscat2在核苷酸水平的一致性为71.9%,在氨基酸水平上的一致性为75%.Southem杂交表明,Sscat1在盐地碱蓬基因组中为多拷贝基因,Sscat2则为一个单拷贝基因.Northern杂交结果表明在盐胁迫条件下Sscat1和Sscat2的表达存在差异:400 mmol/L NaCl处理48h的盐地碱蓬根中的Sscat1和Sscat2 mRNA水平比对照显著提高,但是在叶中仅Sscatl受盐诱导表达.不同盐处理时间下的表达分析也证实,在盐地碱蓬叶中仅Sscat1受盐诱导表达.这说明Sscat1和Sscat2在盐地碱蓬中是差异调控的.生理分析表明过氧化氢酶的活性在盐胁迫条件下显著提高.     

盐地碱蓬过氧化氢酶基因的克隆及盐胁迫下的表达分析

过氧化氢酶是清除H2O2的重要酶类,从400mmol/LNaCl处理的盐地碱蓬（Suaeda salsa(L.)Pall)地上部分的cDNA文库中克隆了两个编码过氧化氢酶的cDNA(Sscat1和Sscat2)。其中Sscatl(1.7kb)是一个全长cDNA克隆,编码一个492个氨基酸的开放阅读框架。而Sscat2(1.1kb)是一个cDNA片段。据编码Sscatl3′端的287个氨基酸的cDNA序列与Sscat2的cDNA序列进行的BLAST同源性分析表明,Sscat1和Sscat2在核苷酸水平的一致性则为一个单拷贝基因。Northern杂交结果表明在盐胁迫条件下Sscat1和Sscat2的表达存在差异;400mmol/LNaCl处理48h的盐地碱蓬根中的Sscat1和Sscat2mRNA水平比对照显著提高,但是在叶中仅Sscat1受盐诱导表达,不同盐处理时间下的表达分析也证实。在盐地碱蓬叶中仅Sscat1受盐诱导表达。这说明Sscat1和Sscat2在盐地碱蓬中是差异调控的,生理分析表明过氧化氢酶的活性在盐胁迫条件下显著提高。