论文部分内容阅读
植物水通道蛋白能快速促进水分跨膜运输。由于豇豆具有出色的抗旱能力，是研究植物水分关系很好的模式植物，但相对于普通菜豆和大豆来说，豇豆的水通道蛋白研究目前仍十分缺乏。 本研究以两种水培的、具有不同抗旱能力的豇豆幼苗（抗旱品种Dan Ila和非抗旱品种TVu7778）作为实验材料，从中克隆到十个豇豆细胞质膜水通道蛋白基因。 本研究利用压力室法和植物细胞压力探针技术研究了4％的PEG6000（聚乙二醇）处理24 h对两种豇豆幼苗器官水平（根系和叶片）和细胞水平的水分传导率的影响。结果发现，与对照相比，在组织水平上，抗旱品种根系和叶片水分传导率均未显著改变（分别下降13％和1％），而非抗旱品种都显著下降（分别下降53％和29％）。类似地，在细胞水平上，抗旱品种豇豆根系皮层细胞和叶片表皮细胞的水分传导率均未显著改变(较对照分别下降了2％和1％)，而在非抗旱品种中，两者都显著降低（分别下降了20％和14％）。 随后本研究利用荧光定量PCR技术观察了正常水培和胁迫处理后豇豆细胞质膜水通蛋白基因在mRNA水平的表达量。结果发现正常水培下两种豇豆根和叶中的水通道蛋白基因的表达量几乎没有显著差异，且在根中，均以Vu PIP1-1，VuPIP1-4，VuPIP2-2，VuPIP2-5表达量高;而在叶中，均以VuPIP1-2，VuPIP1-4，VuPIP2-2，VuPIP2-3，VuPIP2-5，VuPIP2-6表达量高（这些基因的表达量占所有基因表达量的90％以上）。 PEG处理后，水通道蛋白基因在两种豇豆根系和叶片中的表达模式有不同的响应。在抗旱品种根系中，VuPIP1-1，VuPIP1-4，VuPIP2-2，VuPIP2-5的表达量均未发生显著变化。而在非抗旱品种根中，这四个基因均显著下调表达。在抗旱品种叶片中，除VuPIP1-2表达下调外，其余五个高表达基因无显著变化。而在非抗旱品种叶片中，除VuPIP2-5上调表达外，VuPIP1-2和VuPIP2-3显著下调。 研究分析认为，两种豇豆对同样的PEG胁迫处理有不同的响应可能是由于两种豇豆具有不同的抗旱能力所致。抗旱豇豆的水分传导参数没有受到PEG胁迫处理的影响，这表明这个品种具有抗旱能力;但非抗旱品种的水分传导率降低，但在逆境（如水分缺失）下它通过调节水通道蛋白的活性和表达量来保持体内的水分平衡。