【摘 要】
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在生物正常生长发育过程中有许多必需的营养元素,其中Ca2+在植物生长、适应各种胁迫中具有非常重要的作用。Cation/H+反向转运体（CAX）是依赖于H+-ATPase或H+-PPase产生的跨膜质子梯度动力势协调运输再分配Ca2+等阳离子的转运体。在植物生命过程中CAX除了能够将Ca2+储存到胞内和胞外的钙库,恢复胞质中的Ca2+浓度到静息水平,还能将相关阳离子正确分配到相关液泡、内质网等细胞器
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在生物正常生长发育过程中有许多必需的营养元素,其中Ca2+在植物生长、适应各种胁迫中具有非常重要的作用。Cation/H+反向转运体（CAX）是依赖于H+-ATPase或H+-PPase产生的跨膜质子梯度动力势协调运输再分配Ca2+等阳离子的转运体。在植物生命过程中CAX除了能够将Ca2+储存到胞内和胞外的钙库,恢复胞质中的Ca2+浓度到静息水平,还能将相关阳离子正确分配到相关液泡、内质网等细胞器中,解除阳离子毒害等作用。星星草是一种盐碱地的指示植物,具有较强的抗盐碱能力。因此对星星草Cation/H+反向转运体的研究具有特殊的意义。本研究将星星草的Cation/H+反向转运体（PutCAX2）从星星草cDNA中分离,根据对PutCAX2基因序列分析,结果表明PutCAX2的氨基端序列及结构与OsCAXla最相似,并且与OsCAX1c、OsCAX1b、AtCAX1、AtCAX3、AtCAX4属于CAX家族的Ⅰ-B,是一个有10个跨膜区的跨膜蛋白。将PutCAX2及各种缺失突变的PutCAX2（ΔNsPutCAX2、ΔCsPutCAX2和ANCsPutCAX2）的重组质粒转化到酵母突变体菌株K667,以转化YES空载体的K667作对照。对各种阳离子应答研究结果显示在Zn2+、Na+存在的培养基中表达PutCAX2及各种突变体菌株比对照菌株长势弱,比较敏感；表达ΔNPutCAX2、ANCPutCAX2的酵母菌株能够在含有高浓度的Ca2+、Ba2+（50mM Ca2+、8mM Ba2+）培养基上生长,甚至提高将Ca2+、Ba2+浓度至200mM Ca2+、20mM Ba2+,表达ΔNPutCAX2、ANCPutCAX2的酵母菌株照样能正常生长,然而其他突变体己经完全不能生长。发现PutCAX2只有在缺失N-端的情况下才能增强K667菌株对Ca2+、Ba2+的抗性,可见PutCAX2存在N-端自抑制,去除N-端后自抑制现象消失,激活了PutCAX2的功能。通过PutCAX2及各种缺失突变的PutCAX2与GFP融合蛋白表达发现PutCAX2及各种缺失突变的PutCAX2定位于质膜与核膜周围。与定位于液泡膜的CAX能够将Ca2+转运到液泡不同,推断定位于质膜的PutCAX2能够转运Ca2+和Ba2+,将Ca2+和Ba2+从质膜排出细胞外。为了进一步验证PutCAX2对Ba2+是否具有转运功能,用原了吸收的方法测不同Ba2+处理下表达PutCAX2及其相应突变体在酵母菌株中的Ba2+浓度。结果显示表达ΔNPutCAX2、ANCPutCAX2哮母细胞体内的Ba2+浓度比其他酵母突变体低,推测PutCAX2通过将Ba2+从质膜排出细胞外降低细胞质内Ba2+浓度。目前Ba2+对植物体功能或者毒害作用研究尚不清楚,几乎没有有关Ba2+转运体的研究的报道。所以对PutCAX2是否Ba2+转运体以及Ba2+对植物体作用的研究极其重要。
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