植物Na^+,K^+/H^+反向转运体:pH平衡与囊泡运输

细胞内pH和囊泡运输是影响细胞功能的重要影响因子,也是决定细胞是否死亡的重要因素。植物Na^+,K^+/H^+反向转运体是位于细胞膜结构上的跨膜反向转运蛋白,介导Na^+、K^+与质子(H^+)的跨膜反向转运,影响胞内pH的动态平衡。研究表明,NHX缺失造成细胞pH失衡的同时,将影响囊泡运输,从而对生长发育产生不利影响。主要对植物NHX在pH调节、囊泡运输中的功能进展进行了概述,并对其关系进行探讨。

盐胁迫对苗期湖南稷子K^(+)、Na^(+)含量与分布的影响

以湖南稷子(Echinochloa frumentacea)为材料,设置不同浓度(0、25、50、75、100、125、150、200 mmol·L^(-1))的NaCl和Na_(2)SO_(4)作为胁迫处理,探讨盐胁迫对湖南稷子苗期K^(+)、Na^(+)吸收与分布特性的影响。结果表明,随着NaCl和Na_(2)SO_(4)浓度的增加,湖南稷子叶片、茎鞘和根系中Na^(+)含量均增加,K^(+)含量均降低,K^(+)/Na^(+)均下降。其中,Na^(+)含量与分布表现为根系>茎鞘>叶片,叶片和茎鞘Na^(+)含量显著低于根系,K^(+)/Na^(+)明显高于根系;K^(+)含量与分布总体表现为低盐浓度时茎鞘>根系>叶片,中、高盐浓度时茎鞘>叶片>根系。盐胁迫下根系向茎鞘的运输选择性系数(ST1_(K,Na))与茎鞘向叶片的运输选择性系数(ST2_(K,Na))在盐浓度>25 mmol·L^(-1)时均显著高于对照,且ST1_(K,Na)值大于ST2_(K,Na)值。当盐浓度≥125 mmol·L^(-1)时,Na_(2)SO_(4)胁迫下地上部K^(+)/Na^(+)趋于稳定,茎鞘和根系中的K^(+)含量和ST1_(K,Na)值高于相同浓度的NaCl胁迫,叶片和茎鞘中的Na^(+)含量低于相同浓度的NaCl胁迫。ST2_(K,Na)值在Na_(2)SO_(4)胁迫下呈上升趋势,在NaCl胁迫下先升高后降低。因此,湖南稷子幼苗根系对K^(+)具有较高的选择性吸收能力;高盐浓度下,湖南稷子对Na_(2)SO_(4)具有更强的耐性。

NaCl胁迫对苇状羊茅离子吸收与运输及其生长的影响

通过室内水培试验,探讨了NaCl胁迫对苇状羊茅离子吸收与运输及生长的影响及其随时间的变化。结果表明,NaCl胁迫浓度的增加使苇状羊茅茎叶和根系的K+含量、K+/Na+、Ca2+/Na+、干物质重下降,而使Na+、Cl-含量、Cl-/Na+及对K+/Na+的吸收与运输选择性增高。茎叶Na+含量和Cl-含量增大的幅度大于根系,且Cl-大于Na+,茎叶中Cl-/Na+基本保持在1.6左右,而根系在0.8左右。胁迫时间对植株K+、Na+含量的影响最为显著。K+-Na+吸收选择性主要受环境盐分浓度的影响,而其运输选择性却主要受胁迫时间的影响。盐分对苇状羊茅地上部生长的抑制作用大于根系,且Cl-的影响程度大于Na+。

外源甜菜碱对盐胁迫下小麦幼苗体内几种与抗逆能力有关物质含量以及钠钾吸收和运输的影响(简报)

外源甜菜碱能提高ＮａＣｌ 胁迫下小麦幼苗体内游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等物质的含量，限制幼苗根系对Ｎａ＋ 的吸收，并阻滞其向地上部分的运输，提高体内Ｋ＋ 含量及其向上的运输。

茄子砧木Na^+、K^+含量、S_(K,Na运输)与耐盐性关系研究

为考察不同茄子砧木在茄子耐盐性的作用,以茄子嫁接生产中常用的托鲁巴姆(Solanum torvum)、赤茄(Solanum integgrifolium)、刺茄(Solanum texanum)和刚果茄(Solanum sisymbriifl ium)为试材,研究了盐害指数、根系和地上部Na+、K+含量、Na+/K+比、SK,Na运输及其与耐盐性的关系。结果表明,各种砧木的盐害指数均随着盐浓度的增大呈上升趋势,同一盐浓度下,盐害指数由大到小依次为刚果茄>赤茄>刺茄>托鲁巴姆。根系Na+含量、地上部K+含量、根系Na+/K+比及SK,Na运输在各盐浓度下均表现为托鲁巴姆>刺茄>赤茄>刚果茄。地上部Na+含量、根中K+含量及地上部Na+/K+比在各盐浓度下均表现为托鲁巴姆<刺茄<赤茄<刚果茄。茄子砧木耐盐性与根中Na+含量、根中Na+/K+比、SK,Na运输呈正相关,与地上部Na+含量、根中K+含量、地上部Na+/K+比呈负相关。这些结果表明,Na Cl处理下耐盐性强的砧木通过限制Na+向叶片中运输,增加了叶片中K+含量,从而降低Na+/K+比来提高植株耐盐性。

HKT在植物离子稳态和响应非生物逆境胁迫中的作用

K^(+)在植物生长发育及抵御非生物胁迫中扮演着重要角色。高亲和性K^(+)转运蛋白(high-affinity K^(+)transporter,HKT)是最重要的阳离子转运蛋白家族之一,广泛参与植物K^(+)和Na^(+)吸收与转运。大量研究表明,HKT家族基因表达受Ca^(2+)、腐植酸和胞嘧啶甲基化等调控;其介导植物体内Na^(+)长距离运输以及维持K^(+)和Mg^(2+)稳态平衡,在植物抗逆性中发挥着关键作用。本研究对HKT家族的发现、结构与分类、生物学功能、表达与调控机制及其响应非生物胁迫等方面的研究成果加以综述,并对其未来研究方向进行展望,以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。

高等植物根细胞高亲和性吸收钾的机制

Ｋ＋是高等植物所必需的大量元素，它在植物的膨压调节、电荷平衡、叶片运动和蛋白质合成中都具有重要的作用。高等植物根细胞吸收Ｋ＋通过高亲和性Ｋ＋吸收系统和低亲和性Ｋ＋吸收系统两条途径。高亲和性Ｋ＋吸收系统，是在微摩尔浓度的外界＋水平时起作用，Ｋ＋的吸收必须消耗能量。近年来，随着分子生物学技术和电生理技术的飞速发展，植物根细胞吸收Ｋ＋的机制取得了较大进展。本文对高等植物根细胞高亲和性吸收Ｋ＋的机制的研究进展进行了综述。

不同程度盐胁迫对碱茅离子吸收与分配的影响

用不同盐分浓度的硫酸盐混合盐对盆栽碱茅进行胁迫，探讨盐胁迫下碱茅根系对土壤中Na+、K+选择性吸收（SA）及植株各部位间Na+、K+选择性运输（ST）能力的变化，并对盐胁迫下植株各部位中Na+、K+、Ca2+、Cl-分布特性的变化进行研究。结果表明，当土壤有效性Na+含量小于22mmol／100g干土时，盐胁迫对碱茅根系的选择性吸收能力无显著影响，且选择性运输能力尚有所增强，但当土壤有效性Na+含量达31mmol／100g干土时，碱茅根系的选择性吸收能力约为对照的1／2，其选择性运输能力极弱；随着土壤中盐分含量的增加，碱茅叶鞘控制Na+、促进K+向叶片运输的能力则不断增强。

船与桥——K^+进出细胞各行其道

1问题提出2005人教版普通高中课程标准实验教科书《生物①》第71页介绍物质通过主动运输的方式进出细胞时举例：人的红细胞中K^＋的浓度比血浆高30倍，Na^＋的浓度却只有血浆1／6。教学过程中有学生提出K^＋是逆浓度梯度以主动运输的方式进入细胞的，K^＋能不能被运出细胞外呢？如果能，又是以什么方式呢？