枸杞液泡膜H^+-转运焦磷酸酶基因LbVP1克隆及表达分析

液泡膜H^+-转运焦磷酸酶在调节植物生长发育和逆境胁迫应答中发挥重要作用。本研究在已构建的枸杞本地数据库中先进行VP基因电子克隆,然后结合RT-PCR方法克隆到一个枸杞液泡膜H^+-转运焦磷酸酶编码基因LbVP1,并对其序列结构、时空表达模式进行了初步分析。LbVP1开放阅读框全长2301 bp,编码766氨基酸残基。多序列比对显示该基因与拟南芥AVP基因相似性达87.9%,序列结构生物信息学预测和亚细胞定位实验表明,该基因具有液泡膜H^+-转运焦磷酸酶的保守结构域和跨膜区,可能在液泡膜发挥作用。荧光定量PCR结果显示,LbVP1在花、叶和不同发育阶段果实中存在时空表达差异,干旱胁迫处理下叶片和果实中该基因表达量与对照存在(极)显著差异(P<0.01,P <0.05)。研究结果将为阐明该基因在枸杞抗旱分子调控机制中的作用提供基础理论依据。

植物液泡膜质子转运焦磷酸酶研究进展

液泡膜质子转运焦磷酸酶是一种区别于H+-ATPase的质子泵,广泛存在于植物和少数藻类、原生动物以及细菌中.综述了植物液泡膜质子转运焦磷酸酶在结构特性以及功能方面的研究进展,并展望了该基因在植物抗旱耐盐基因工程中的应用前景.

刚毛柽柳液泡膜H^+转运无机焦磷酸酶ThVP3的克隆与表达分析

通过对刚毛柽柳转录组的分析,获得并克隆了1个H^+-PPase基因cDNA全长,命名为ThVP3。序列分析结果表明:ThVP3全长3 500 bp,包含2 406 bp完整的开放读码框,618的5'非编码区和476 bp的3'非编码区。该cDNA编码1个801个氨基酸的多肽,等电点为5.67,推测分子质量为84.86 k D。通过与其他物种的氨基酸多序列比对及系统进化树分析,发现ThVP3氨基酸序列与AtVP2(拟南芥)一致性达88%,属于Ⅱ型VP成员。ThVP3基因有15个跨膜区,并具有高度保守的3个结构域(CS1,CS2,CS3)。相对荧光定量RT-PCR结果表明,ThVP3在高盐及干旱胁迫下均呈现为表达上调,但在各胁迫时间点和不同组织中的表达模式有所差异,0.4 mol/L Na Cl胁迫处理下,地下部分3 h达到最大值后有不同程度的降低,地上部分24 h达到最大值,与地下部分比,地上部分呈现较高的表达量;20%(w/v)PEG 6000胁迫处理下,地下部分在3 h和12 h达到峰值,地上部分表达量逐渐升高,24 h达到最大值后逐渐降低,96 h达到第2个峰值。ThVP3的表达受盐旱胁迫的诱导,推测其可能在柽柳的胁迫应答中起着重要的作用。

冷胁迫对水稻幼苗根系液泡膜质子泵的伤害及钙的调节作用

选用耐冷性不同的两个水稻品种 ,研究了在低温下幼苗根系活力、液泡膜质子泵活性的变化及外源钙的调节作用。结果表明 ,8℃低温处理的水稻幼苗根系活力降低 ,随着胁迫时间的延长 ,伤害进一步发展 ,抗冷性弱的汕优 6 3比抗冷性强的武育粳 3号伤害严重。 8℃处理 7d内 ,两品种根系V ATPase (液泡膜H+ ATP酶 )和汕优 6 3V PPase (液泡膜H+ 焦磷酸酶 )活性持续下降 ,而武育粳 3号V PPase在前 3d内活性上升 ,5d后才呈下降态势。根系在低温下维持较高的V PPase活性 ,可能是水稻耐冷的原因之一。 8℃低温处理外加 2 0～ 40mmol/LCa (NO3) 2

原核生物膜整合焦磷酸酶的研究进展

早期生命可能是以焦磷酸(PPi)而不是三磷酸腺苷(ATP)为能源。位于生物膜上偶联PPi水解和质子(H+)跨膜转运的H+-焦磷酸酶(PPase)在原核生物、植物和原生动物中早已广被人知和大量研究。近期则发现了两种与之进化相关且在原核生物中广泛分布的、分别具有Na+泵和Na+,H+泵功能的膜整合Na+-PPase和Na+,H+-PPase,它们水解PPi需要Na+参与并被K+激活。另外,越来越多的研究逐步揭示出膜PPase中决定阳离子转运特异性的主要因子,而且最近对H+-PPase和Na+-PPase的三维结构解析也是膜离子泵结构生物学上的重大突破。本文主要以原核生物Na+-PPase和Na+,H+-PPase为重心综述了目前对膜PPase的结构、转运机制、进化和生物学意义等几方面的研究情况,并对其在创建转基因抗逆物种中的应用前景进行了展望。

GmVP1基因克隆与转GmVP1/GmNHX1双价基因的大豆发状根耐盐性分析

将Na^+外排和区隔化作用的Na^+/H^+逆向转运蛋白(NHX)的基因和能够为其提供跨液泡膜H^+梯度驱动力的液泡膜H^+-焦磷酸酶(VP)的基因共转化能够提高植物耐盐性。本研究从抗盐大豆品种‘冀豆7号’中克隆得到液泡膜H^+-焦磷酸酶基因GmVP1,构建了GmVP1单价以及GmVP1与GmNHX1双价转化载体,利用发根农杆菌介导的大豆子叶转化体系验证其功能。结果表明,GmVP1在转录水平响应盐胁迫,GmVP1基因在一定条件下可以提高转基因大豆发状根对NaCl的耐受性,GmVP1/GmNHX1双价基因过表达比GmVP1单基因过表达更能提高大豆发状根相对生长量及其耐盐性。