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拟南芥液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白研究进展

土壤盐渍化是个世界性问题,目前,世界上约20%的耕地和近50%的水田遭受高盐胁迫,随着世界范围土地盐化、次生盐渍化的不断加剧,研究植物对盐胁迫的适应性,以提高植物的耐盐能力,对于农业的健康发展具有重要的意义。拟南芥(Arabidopsis thaliana)液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白(AtNHX1)是拟南芥中最丰富的Na+/H+逆向运输蛋白,它在影响细胞pH值的维持、离子动态平衡及调节蛋白质运输方面起着重要的作用[1]。在高盐浓度下,植物可利用液泡膜H+-ATPase及PPiase产生的驱动力,利用Na+/H+逆向转运蛋白把Na+在液泡中区隔化以消除Na+毒害,从而达到耐盐的目的[2]。因此,拟南芥液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白(AtNHX1)在耐盐中起到重要作用,对培育耐盐农作物尤为重要。简要综述了AtNHX1基因及Na+/H+逆向转运蛋白AtNHX1的特征,AtNHX1的耐盐机制以及植物耐盐基因工程改良等方面的研究进展。...  (本文共4页) 阅读全文>>

《绵阳师范学院学报》2006年02期
绵阳师范学院学报

植物耐盐机制中的Na~+/H~+逆向转运蛋白

盐对植物的伤害不但可以导致植物细胞的水分亏缺,而且能够引起细胞的离子毒害,特别是Na+毒害。由NaCI引起的盐胁迫不仅破坏了植物细胞中业已形成的Na+和Cl一的平衡状态,而且也影响着K十和C扩+的胞内分布。当植物处于盐胁迫的情况下,大量的膜蛋白(H‘一ATpase类、焦磷酸酶、caZ十一ATpase类、二级转运蛋白及各种通道蛋白)被激活并参与重建膜内外离子平衡。其基本过程是:Na‘通过Na+一K十共转运蛋白(Niu,X.,etal,1995;Sehachtman.D,et al,1999)等通道大量“涌人”胞质,H十一ATPase、Na十一K+反向转运蛋白等被激活,这些不同的酶类协调工作以驱动Na+外排和运人液泡,最终形成胞外、胞质、液泡三者间的离子平衡。因此,外界Na‘浓度升高时,植物反应的最终结果就是保持胞质内较低的Na十浓度。植物消除Na+毒害的策略包括:降低Na十的吸收、Na牛的外排和Na十的区隔化。Na十吸收是一个复杂...  (本文共6页) 阅读全文>>

《安徽农业科学》2016年03期
安徽农业科学

盐胁迫下逆向转运蛋白对植物耐盐性影响的研究进展

目前,全球水资源短缺和粮食需求不足是人类发展面临的严重问题之一,要满足全球农业产品的高需求,主要通过提高耕地的生产力以及边际土地的利用2种方式[1]。目前,全球土地盐渍化日趋严重,若想在这样的环境中提高农作物产量只能依靠提高农作物对盐胁迫的耐受能力。随着各种植物的基因组的测序工作完成,能够推测出哪些蛋白参与Na+和Cl-运输,对于一价离子转运蛋白而言它们往往来自一个基因家族,包括载体介导的转运蛋白和通道蛋白。笔者对逆转运蛋白和通道蛋白在盐的吸收、外排和区隔化中的重要作用及其在提高植物耐盐性方面的研究进展进行了综述。1盐胁迫对植物生长发育及代谢的影响根据植物对盐的耐受能力,可将植物分为甜土植物(Glycophyte)或非盐生植物(Non-halophyte)和盐生植物(Halophyte)两大类[2]。盐生植物能够在含有高浓度盐的土壤中生长,例如,在盐沼中比较常见的四翅滨藜(Atriplex ca-nescens)能够在700 m...  (本文共3页) 阅读全文>>

《草原与草坪》2012年02期
草原与草坪

植物Na~+/H~+逆向转运蛋白研究进展

Na+/H+逆向转运蛋白是细菌、酵母、藻类、动物和高等植物的膜系统上普遍存在的一种转运蛋白,参与细胞质内的pH、Na+浓度调节及细胞体积变化等生命活动[1,2]。在GenBank中已经注册的Na+/H+逆向转运蛋白基因序列已经达到400多个,氨基酸序列达236个[3]。近年来,Na+/H+逆向转运蛋白基因以及该基因表达活性的调节机制,蛋白的结构功能等的研究受到学术界的广泛关注,特别是随着研究的不断深入,发现该蛋白在植物耐盐性方面起重要作用。仅从Na+/H+逆向转运蛋白的结构特点、生理功能及其与植物耐盐性关系方面的研究进展进行论述。1 Na+/H+逆向转运蛋白的分类1.1质膜Na+/H+逆向转运蛋白植物Na+/H+逆向转运蛋白活性首次在大麦中发现[4],并定位于质膜,质膜Na+/H+逆向转运蛋白主要与植物对Na+的外排有关,是植物抗拒盐离子毒害的首个屏障。在酵母中首次克隆了质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(SOS1)[5]。植物质...  (本文共5页) 阅读全文>>

《湖南农业科学》2009年02期
湖南农业科学

Na~+/H~+逆向转运蛋白与植物耐盐性的关系

土壤盐渍化严重影响农业生产和生态环境,尤其对甜土植物的生长造成很大影响。而大多数农作物为盐敏感的甜土植物,因此对植物耐盐机理的研究一直受到研究者们的高度重视[1]。盐分胁迫对植物的伤害表现在三方面:离子不平衡、水分缺失和离子毒害[2]。植物消除Na+毒害的策略主要有:降低Na+的吸收、Na+的外排和Na+的区隔化[3]。研究表明,在高盐浓度下植物可以通过质膜和液泡膜上的Na+/H+逆向转运蛋白,逆Na+浓度梯度将Na+运出细胞或将Na+区隔化在液泡内,以维持细胞质Na+稳态和Na+/K+比相对稳定,减少Na+对胞质中细胞器的毒害。1976年分别首次在动物老鼠肾细胞质膜上和植物大麦质膜上发现Na+/H+逆向转运蛋白。目前,在GenBank中已经注册的Na+/H+逆向转运蛋白基因序列已经达到400多个,氨基酸序列达236个[4],相继发现Na+/H+逆向转运蛋白广泛存在于细菌、酵母、藻类、动物和高等植物的膜系统上。近年来,Na+/H...  (本文共4页) 阅读全文>>

《安徽农学通报》2007年05期
安徽农学通报

液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白研究进展

Na+/H+逆向转运蛋白具有将Na+在液泡内区隔化和将Na+排出细胞外的功能,是细胞质内Na+解毒和细胞渗透调节的两个关键过程,也是植物抵御盐胁迫所必需的[1]。其中质膜Na+/H+逆向转运蛋白利用质膜H+-ATPas及PPiase泵H+产生的驱动力把Na+排出细胞;而液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白利用液泡膜H+-ATPase及PPiase泵H+产生的驱动力把Na+在液泡中区隔化以消除Na+的毒害。1液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白的发现及功能自1985年B lumwald和Poole首先在甜菜根部贮藏组织的液泡膜上发现Na+/H+逆向转运活性以来[2],人们相继发现在盐生植物如碱蓬、滨藜[3]、兼性CAM植物冰叶日中花,甜菜[2]等和甜土植物如大麦、车前、长春花、棉花、向日葵及拟南芥等的液泡膜上普遍存在着Na+/H+逆向转运活性。Nass在筛选酵母突变体(cnb1)的抑制子时,发现了一个与耐盐性有关的新基因NHX1,它编码Na+...  (本文共2页) 阅读全文>>