小拟南芥转运蛋白基因及NHX2基因的克隆与表达

转运蛋白(transport protein)是膜蛋白的一大类,介导生物膜内外的化学物质及信号的交换。植物体内存在多个与Na~+转运相关的蛋白,其中液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白(Vacuolar Na~+/H~+antiporter,NHX)在离子稳态和提高植物耐盐性方面发挥着重要作用。为了深入了解转运蛋白基因在短命植物小拟南芥(Arabidopsis pumila)耐盐方面的作用,本研究首先基于小拟南芥响应高盐胁迫叶片转录组数据筛选出1157个转运蛋白基因,按功能分为Na~+转运蛋白,K~+转运蛋白,Ca~(2+)转运蛋白,ABC转运蛋白以及糖转运蛋白等,其中功能注释为Na~+转运蛋白的基因有24个。K均值(K-means)聚类分析结果显示,1157个转运蛋白基因分布于20个K subcluster,其中在K6、K9、K15子聚类中的基因数量分布较多,分别为172、193、190个。在分布于K6子聚类的Na~+转运蛋白基因中,有一个编码NHX2蛋白的基因经盐胁迫处理后明显上调表达。采用RT-PCR克隆了Ap NHX2基因,Ap NHX2开放阅读框1626 bp,编码541个氨基酸。Ap NHX2蛋白是一个典型的跨膜转运蛋白,具有12个跨膜结构区。系统进化分析表明Ap NHX2与拟南芥At NHX2亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,Ap NHX2基因在小拟南芥各组织中均有表达,但在花中表达量最高。为进一步研究该基因的功能,构建了过量表达载体35S∶Ap NHX2并转化农杆菌GV3101。本研究为进一步阐述转运蛋白基因在小拟南芥响应盐胁迫中的功能机制奠定了基础。     

钒酸钠和氯化锂对盐藻质膜排钠系统的影响

杜氏盐藻(Dunaliella salina)有着极强的耐盐碱性.盐藻在低pH值条件下,主要依靠质膜上的Na+/H+逆向转运蛋白实现Na+的外排.在pH值较高的环境中,由于Na+/H+逆向转运蛋白不能够很好的发挥效能,所以盐藻质膜上很可能存在着不依赖于跨膜质子电化学势梯度的排钠机制.通过将盐藻培养液的pH值稳定在7.1和8.9,比较Na+/H+逆向转运蛋白的特异性抑制剂LiCl,以及P型ATPase的特异性抑制剂钒酸钠对盐藻生长的影响,推测盐藻质膜上存在着由不依赖于跨膜质子电化学势梯度的P型ATPase所介导的排钠机制.     

小鼠耳芥K+/H+逆向转运蛋白KEA基因家族的鉴定、特征及缺钾胁迫表达分析

K+/H+逆向转运蛋白(K+ efflux antiporter,KEA)蛋白通过调节细胞的离子和pH稳态在植物生长及抗逆过程中发挥重要作用,关于KEA的研究主要集中在模式植物拟南芥中,在其他植物中的研究少有报道.在本研究中,通过全基因组分析从短命植物小鼠耳芥(Arabidopsis pumila)中鉴定出12个KEA...     

植物质膜质子泵H~+——ATPase的活性调节及功能研究进展

植物细胞质膜H~+—ATPase(EC3.6.1.35)是质膜上的插入蛋白,具有利用水解ATP产生的能量,将细胞质膜内侧的H~+泵到质膜外侧的特征,简称为质子泵。它对植物细胞营养物质的吸收、细胞生长、气孔运动和渗透调节等生理过程有重要的调节作用,是植物生命活动的“主宰酶”。自从Hodges等在离体质膜中证实ATPase活性以来,质膜H~+—ATPase的研究受到了广泛的重视。特别是近20年来,随着表面活性剂的应用和分离纯化技术的不断改进,获得了高纯度的酶制剂。本文着重阐述了植物质膜质子泵H~+——ATPase在活性调节及功能方面的研究进展。     

哈茨木霉LTR-2对椒样薄荷耐盐生理特性的影响

木霉菌(Trichoderma spp.)是一类能够刺激作物生长并增强其抵抗生物和非生物胁迫能力的多功能益生真菌,目前国内外对于生防木霉菌在增强植物耐盐性及其作用机理方面尚缺乏深入、系统的研究。本文研究了生防木霉菌LTR-2对椒样薄荷耐盐生理特性的影响,结果显示,在200 mmol/L NaCl胁迫下,LTR-2有效缓解了盐胁迫对椒样薄荷的生长和光合的抑制。探讨了LTR-2接种的椒样薄荷耐受NaCl胁迫的生理生化基础,结果表明,LTR-2提高了椒样薄荷的抗氧化活力,减少了活性氧积累;增强了细胞膜和液泡膜H+-ATPase以及Na+/H+逆向转运蛋白等离子转运通道的活性,从而调节盐分的吸收和分布。这些结果为椒样薄荷在盐碱地区的引种及木霉菌剂的开发应用提供了实验依据。     

猪毛菜液泡膜SsNHX1基因的克隆及功能验证

为研究猪毛菜液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白的功能,从猪毛菜中将该基因克隆出来并在酵母中获得了表达.结果表明,整合外源SsNHX1基因的酵母在含有0.5mol/L NaCl的培养基中的生长速率要比对照高,菌落的直径比对照明显大.证明猪毛菜SsNHX1基因能够有效地提高酵母转化子的耐盐能力.     

高等植物氮素转运蛋白研究进展

土壤中植物所利用的主要外源氮素形态是硝态氮和铵态氮,NRT,AMT转运蛋白分别介导它们在植物根系的吸收及体内的运输,氨基酸、酰脲和多肽类等有机态氮也可在相应的转运蛋白的作用下被植物吸收利用.本文概述了近年来在硝态氮、铵态氮及有机氮素转运蛋白生物学功能与调控及其与植物氮营养等方面的最新研究进展,并对今后关于氮素转运蛋白研究的方向做了展望.     

小拟南芥液泡膜H~+-PPase基因OpVP1的克隆、序列分析及表达

植物液泡膜质子转运无机焦磷酸酶(V-PPase)酸化植物液泡并为液泡的次级转运系统提供能量,在植物耐盐性起着重要的作用。为了克隆小拟南芥液泡膜H+-PPase基因,采用RT-PCR结合RACE的方法从小拟南芥叶片的cDNA中克隆了1个液泡膜H+-PPase基因,命名为OpVP1。OpVP1基因的cDNA全长为2698bp,开放阅读框(ORF)为2313bp,编码770个氨基酸。OpVP1蛋白与琴叶拟南芥、拟南芥相似性最高,分别为98.6%、98.4%。系统进化分析表明OpVP1基因属于Ⅰ型液泡膜质子焦磷酸酶基因。OpVP1蛋白的分子量是80745.9Da,等电点pI为5.13,含有14个跨膜螺旋结构。三维结构分析表明OpVP1蛋白是由2个单体组成的二聚体蛋白。qRT-PCR表明OpVP1基因在角果中表达高于根、茎、叶和花中的表达。     

植物水孔蛋白研究进展

植物水孔蛋白在植物体内形成水选择性运输通道,在植物种子萌发、细胞伸长、气孔运动、受精等过程中调节水分的快速跨膜运输.有些水孔蛋白还在植物逆境应答中起着重要作用,因此研究水孔蛋白与植物抗旱性的关系引起了广泛关注.对水孔蛋白的发现、结构、分类、分布、调控及研究方法等方面进行了综述.     

植物细胞膜H^＋-ATPase对环境因子和逆境胁迫的适应

植物细胞膜H^＋-ATPase是初级转运蛋白,它在养分离子跨膜运输、胞内pH调节、细胞伸长生长、气孔开闭,以及植物适应所处的环境与发育过程等生命活动中起着重要的作用。综述了植物细胞膜H^＋-ATPase在酶活性、基因表达水平以及蛋白水平等方面对不同环境因子及逆境胁迫的适应性;指出分离鉴定、信号传导H^＋-ATPase等将是进一步的研究方向。