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植物细胞膜H+-ATPase对缺磷胁迫的反应差异研究

2020-12-02阅读(804)

植物细胞膜H+-ATPase对缺磷胁迫的反应差异研究

论文摘要

油菜在缺磷时能分泌大量的有机酸。有机酸可以酸化根际土壤,增加土壤中磷的溶解度。白羽扇豆是能够通过产生排根适应缺磷的典型植物,其细胞膜H+-ATPase的活性显著高于供磷根系。但是,根系细胞膜H+-ATPase活性提高是否就代表着植物对低磷的一种普遍应激反应还有待商榷。油菜根系的质膜H+-ATPase活性在缺磷时是否发生变化则到目前为止还不明了。因此,用两相法分离水培油菜根系细胞膜,并测定了细胞膜H+-ATPase水解活性。结果如下:1.与供磷植物相比,活体条件下,缺磷处理植株根系大量分泌H+并被钒酸盐抑制;缺磷处理植株磷含量明显下降。2.离体条件下,缺磷和对照植株细胞膜H+-ATPase的最佳pH值均在6.0左右;缺磷油菜根系细胞膜上H+-ATPase水解活性和Vmax都有所提高,而Km和对钒酸盐的敏感性(I50)则降低。3.Western Blot免疫杂交结果说明,缺磷油菜根系细胞膜H+-ATPase酶浓度显著高于供磷油菜植株。结果表明,油菜根系细胞膜H+-ATPase水解活性升高是其适应缺磷的一种生理机制。通过提高H+-ATPase的活性很可以分泌大量氢离子作为有机酸阴离子分泌的伴随离子,两者都有助于活化根际土壤中被固定的磷。目前,关于植物细胞膜H+-ATPase对缺磷的适应的研究集中于双子叶植物,而对于单子叶植物根系细胞膜H+-ATPase在缺磷时的反应在国内外尚未见报道。因此,以水稻为材料,研究了根系细胞膜上H+-ATPase对缺磷的适应机制。用两相法分离供磷和缺磷营养下水稻苗期根系的细胞膜,测定细胞膜上H+-ATPase的水解活性。研究结果如下:1.缺磷的水稻根系细胞膜H+-ATPase的水解活性和H+-ATPase的Vmax、Km均低于正常供磷的植物。但是,两个处理间的I50值并没有显著性差异。2.缺磷的水稻根系细胞膜H+-ATPase最佳pH值在6.0而正常供磷植物的在pH 6.4左右。3.Western Blot结果说明,缺磷水稻根系细胞膜H+-ATPase酶浓度与正常供磷植物相似。4.本试验结果说明,缺磷水稻根系细胞膜H+-ATPase活性低的原因并不是因为其单位细胞膜上的H+-ATPase酶分子数量小于正常供磷的植物,而是缺磷水稻根系细胞膜上H+-ATPase的同工酶组成发生了改变（Km降低）。这很可能是缺磷胁迫下,水稻根系细胞膜H+-ATPase的一种适应机制。

论文目录

  • 目录
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略语
  • 第一章 文献综述
  • 1 研究植物磷素营养的意义
  • 2 国土壤磷素状况及挖掘土壤磷的意义
  • 3 植物对低磷、缺磷胁迫的响应
  • 3.1 低磷缺磷胁迫下植物根系形态的变化
  • 3.2 低磷缺磷胁迫下根际pH的变化
  • 3.3 低磷缺磷胁迫对相关酶活性的影响
  • +-ATPase与缺磷胁迫诱导的负调节机制相关联'>3.4 细胞膜H+-ATPase与缺磷胁迫诱导的负调节机制相关联
  • +-ATPase的基本特性'>4 细胞膜H+-ATPase的基本特性
  • +-ATPase的结构'>4.1 细胞膜H+-ATPase的结构
  • +-ATPase的生化性质'>4.2 细胞膜H+-ATPase的生化性质
  • +-ATPase的生理功能'>4.3 细胞膜H+-ATPase的生理功能
  • 4.3.1 产生电化学梯度,提供质子驱动势
  • 4.3.2 参与细胞内pH的调节
  • 4.3.3 参与气孔开闭的调节
  • 4.3.4 参与细胞伸长生长的调节
  • 4.3.5 参与植物对逆境胁迫的响应
  • +-ATPase关系'>5 缺磷与细胞膜H+-ATPase关系
  • 6 研究目的和意义
  • +-ATPase适应缺磷胁迫的生理学机制'>第二章 油菜细胞膜H+-ATPase适应缺磷胁迫的生理学机制
  • 1 材料与方法
  • 1.1 油菜水培试验
  • 1.2 油菜植株磷含量测定
  • 1.3 油菜根系酸化检验
  • 1.4 细胞膜分离纯化
  • 1.5 蛋白质含量测定
  • +-ATPase水解活性测定'>1.6 细胞膜H+-ATPase水解活性测定
  • 1.7 细胞膜蛋白凝胶电泳和免疫印迹试验
  • 1.8 数据分析方法
  • 2 结果与分析
  • 2.1 油菜地上部和地下部磷含量
  • +的分泌'>2.2 缺磷条件下油菜的生长及根系H+的分泌
  • 2.3 细胞质膜的质膜微囊纯度检测
  • +-ATPase活性提高'>2.4 缺磷油菜根系细胞膜H+-ATPase活性提高
  • +-ATPase的Vmax和Km'>2.5 缺磷油菜根系细胞膜H+-ATPase的Vmax和Km
  • +-ATPase的钒酸盐敏感度下降'>2.6 缺磷油菜根系细胞膜H+-ATPase的钒酸盐敏感度下降
  • +-ATPase的免疫印迹'>2.7 缺磷与供磷营养油菜根系细胞膜H+-ATPase的免疫印迹
  • 3 讨论
  • +-ATPase对缺磷的反应'>第三章 水稻根系细胞膜H+-ATPase对缺磷的反应
  • 1 材料与方法
  • 1.1 水稻培养
  • 1.2 叶片、根系中P含量测定
  • 1.3 水稻根系细胞膜分离
  • 1.4 蛋白质含量测定
  • +-ATPase水解活性的测定'>1.5 细胞膜H+-ATPase水解活性的测定
  • 1.6 细胞膜蛋白凝胶电泳和免疫印迹试验
  • 1.7 数据分析方法
  • 2 结果与分析
  • 2.1 叶片和根系中P含量
  • 2.2 根系细胞质膜纯度检验
  • +-ATPase水解活性的比较'>2.3 缺磷与供磷营养下根系细胞膜H+-ATPase水解活性的比较
  • +-ATPase的Vmax与Km比较'>2.4 缺磷与供磷营养水稻根系细胞膜H+-ATPase的Vmax与Km比较
  • +-ATPase对钒酸盐敏的感度性比较'>2.5 水稻根系细胞膜H+-ATPase对钒酸盐敏的感度性比较
  • +-ATPase的免疫印迹'>2.6 缺磷与供磷营养水稻根系细胞膜H+-ATPase的免疫印迹
  • 3 讨论
  • 第四章 全文结论
  • 参考文献
  • 致谢

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