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过量表达甜菜BvNHX1基因提高拟南芥的耐盐性

2012-07-16孔祥强赵彦修

山东农业大学学报(自然科学版) 2012年2期
关键词:植物

王 鹏,安 静,,侯 蕾,孔祥强,,赵彦修,张 慧*

(1.山东师范大学、山东省逆境植物重点实验室,山东济南 250014;2.山东省农业科学院,山东济南 250100)

盐胁迫条件首先对植物产生渗透胁迫,植物可以通过增加吸收无机离子来对抗渗透胁迫,但是随着无机离子特别是Na+的大量积累又产生了离子毒害。为了能在盐胁迫环境中生存,植物的一个重要策略就是降低植物细胞质中的Na+含量,建立新的离子稳态。细胞水平上,离子稳态的建立主要包括两方面:Na+的外排和Na+的区隔化[1]。位于液泡膜上的Na+/H+逆向转运蛋白 (NHX)通过质子泵水解ATP供能,将胞质中的Na+区隔化至液泡,以消除Na+的毒害,同时促进K+的高亲和性吸收[2],在盐胁迫下对植物细胞维持稳定的pH值和离子稳态起到重要的作用[3]。

拟南芥、水稻、冰叶日中花等多个物种中的液泡膜NHXs相继被克隆[4]。拟南芥AtNHX1在拟南芥[5]、番茄[6]、棉花[7]中的过量表达,均提高了转基因植株的耐盐性[8],而通过基因敲除等方法使NHXs活性降低则导致植株耐盐性降低[9],证实了其在植物耐盐性中的重要作用。拟南芥AtNHX1的表达受盐胁迫诱导,但上调幅度不明显[10],而冰叶日中花[11]和甜菜 (Beta vulgaris L.)[4]中的NHXs基因则能明显被盐胁迫诱导,同时其表达受ABA诱导途径中的MYB转录因子所调节[12]。Garbarino J等[13]证实甜菜液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白在盐诱导条件下表达量升高,转运活力增强。这些结果显示了盐生植物Na+/H+逆向转运蛋白在植物耐盐机制中的重要性。过量表达甜土植物拟南芥[5]、大豆[14]、水稻[15]和盐生植物碱蓬和盐芥 (引用加上李维焕和高秀华发表的文章)等的NHXs基因都不同程度提高了转基因植物的耐盐性。……

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