质膜H^+-ATPase与环境胁迫

植物根系质膜H+-ATPase在调节细胞内pH值,促进养分吸收、同化物运输等方面具有重要作用。对质膜H+-ATPase的结构、功能和分子机制进行综述,并讨论了质膜H+-ATPase在信号传递过程及植物适应环境胁迫中的作用,最后就植物质膜H+-ATPase的研究及应用提出几点看法。

不同生境下木麻黄脯氨酸含量和质膜ATPase活性的研究(英文)

采集生长于恶劣环境和中生环境的普通木麻黄(Casuarina)小枝,超速离心提取粗质膜制剂后,用两相系统法纯化得到质膜微囊,研究不同生境下木麻黄的质膜ATPase活性,并测定木麻黄小枝的游离脯氨酸含量。实验结果表明:同一生境中的木麻黄ATPase活性相对一致,而同一树种木麻黄不同生境下质膜微囊H^+-ATPase、Ca^(2+)-ATPase、K^+-ATPase活性有显著差异,表现出以渗透胁迫为主的恶劣环境下的木麻黄质膜微囊ATPase活性和木麻黄细胞内游离脯氨酸明显高于中生环境下生长的木麻黄。说明普通木麻黄在干旱和盐胁迫下能调整生理生化过程来提高其质膜ATPase活性和增加细胞内脯氨酸含量提高渗透调节能力以保证其在恶劣环境的正常生长。

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。

低温、高pH胁迫对水稻幼苗根系质膜、液泡膜ATP酶活性的影响

以耐冷性不同的两个水稻品种为材料 ,比较研究了幼苗根系质膜、液泡膜ATP酶对低温 (8℃ )及高pH (8.0 )胁迫的反应。结果表明 :水稻根细胞质膜和液泡膜上均存在Ca2 + ATP酶 ,但活性远低于H+ ATP酶。耐冷品种武育粳 3号经低温 (8℃ )处理 2d ,根系质膜和液泡膜H+ ATP酶、Ca2 + ATP酶活性均明显升高 ,至冷处理 12d ,H+ ATP酶、Ca2 + ATP酶活性有所下降 ,但仍与对照相近 ;而冷敏感品种汕优6 3经低温 (8℃ )处理 2d ,根系质膜H+ ATP酶活性略有升高 ,而质膜Ca2 + ATP酶以及液泡膜H+ ATP酶、Ca2 + ATP酶活性已明显下降 ;至冷处理 12d ,4种酶活性均明显低于对照。高 pH胁迫使质膜和液泡膜H+ ATP酶活性下降 ,而使Ca2 + ATP酶活性上升。高 pH胁迫会加剧低温冷害。结果表明 ,耐冷品种质膜。

经渗透胁迫高梁根的质膜囊泡K^＋—ATP酶及其运输特征

经ＰＥＧ－１０００处理的高粱根，用不连续蔗糖密度梯度制备获得反转密闭的纯化质膜囊泡，显示一种特殊的ＡＴＰ酶活力，它不同于Ｈ＋－ＡＴＰ酶，其最适ＰＨ为７．５，具有高ＡＴＰ亲和力和较低的Ｋ＋转运能力。环己酰亚胺和钒酸钠能抑制其活力，表明它是新合成的Ｐ－型ＡＴＰ酶。

两种不同抗性作物对酸雨胁迫的响应

为明晰植物渗透调节在抗酸性机制中的作用,考察了模拟酸雨对抗酸性作物水稻(Oryza sativa)和酸敏感性作物大豆(Glycine max)幼苗株高、叶片含水量、渗透势、脯氨酸含量和质膜H+-ATPase活性的影响。结果表明,酸雨(p H=2.5~5.0)喷施5 d后,水稻和大豆幼苗的耐受阈值为p H=4.0和5.0;恢复5 d后,p H=2.5组水稻和p H=3.0组大豆含水量和株高仍未恢复到对照水平。动态测定结果显示,酸雨(p H=4.5和3.0)胁迫初期(第3 d),水稻脯氨酸含量应激升高,调控渗透势下降;随胁迫时间延长(第5 d),脯氨酸含量升高不足以维持稳定的渗透势,质膜H+-ATPase活性升高,调控胞内外渗透平衡。研究表明,酸雨胁迫下水稻脯氨酸和质膜H+-ATPase的渗透调节能力强于大豆,这是水稻抗酸性强于大豆的内在机制之一。