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大麥根的質膜轉運體控制鹽脅迫后的Na+/K+平衡

瀏覽次數:2680 發布日期:2009-9-16  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
    質膜轉運體控制離子平衡
    大麥根的質膜轉運體控制鹽脅迫后的Na+/K+平衡

    植物的耐鹽性是一個由遺傳、發育、生理,以及植物與環境之間的相互作用引起的多基因性狀。胞內的Na+/K+平衡是植物耐鹽性的關鍵因素,在鹽環境中植物會阻止胞內Na+的過度積累,維持胞內的K+濃度,保持一個合適的胞內Na+/K+比率來抵御鹽脅迫,然而,這一過程是怎么實現的我們知之甚少。

    2007年,澳大利亞的科學家采用“非損傷微測”等技術研究了鹽脅迫下大麥的K+流和Na+流,揭開了Na+/K+平衡實現的過程。耐鹽基因型大麥實現抗鹽這一過程是多種機制綜合作用的結果,這些機制包括:(1)通過控制膜電壓來保持更高的負電勢;(2)提高H+泵的活性;(3)提高細胞的排Na+能力;(4)增加對Ca2+的敏感性。同時,對照品種的單向22Na+流入或者去極化激活后的外流K+通道的密度和電壓依賴性不存在顯著差異。研究結果和K+/Na+是植物耐鹽性的決定因素相一致,說明植物的耐鹽是由多種途徑控制。這個研究結果為品種篩選提供了一種有效的方法。

    將非損傷微測技術應用于離子轉運機制的研究中,檢測離子的動態平衡和其他信息,已經被科研人員廣泛接受并實際應用,取得了突破性的進展。

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    不同基因型的大麥在320mM的NaCl處理后表現出了顯著差異,鹽忍耐型(T)的大麥長勢較鹽敏感型(S)的好很多。NaCl處理后,T品種的K+外流明顯低于S品種。施加外源的Ca2+,能夠有效降低K+外流。正直為內流,負值為外流。
    關鍵詞:鹽脅迫(salt-stress); 大麥(barley); 非損傷離子選擇性微電極技術(MIFE); K+ flux; Na+ flux.
    參考文獻:Zhonghua Chen, et al, Plant Physiology, 2007,145, 1714-1725
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    ABSTRACT:
    Plant salinity tolerance is a polygenic trait with contributions from genetic, developmental, and physiological interactions, in addition to interactions between the plant and its environment. In this study, we show that in salt-tolerant genotypes of barley (Hordeum vulgare), multiple mechanisms are well combined to withstand saline conditions. These mechanisms include: (1) better control of membrane voltage so retaining a more negative membrane potential; (2) intrinsically higher H+ pump activity; (3) better ability of root cells to pump Na+ from the cytosol to the external medium; and (4) higher sensitivity to supplemental Ca2+. At the same time, no significant difference was found between contrasting cultivars in their unidirectional 22Na+ influx or in the density and voltage dependence of depolarization-activated outward-rectifying K+ channels. Overall, our results are consistent with the idea of the cytosolic K+-to-Na+ ratio being a key determinant of plant salinity tolerance, and suggest multiple pathways of controlling that important feature in salt-tolerant plants.
發布者:旭月(北京)科技有限公司
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