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质子泵(proton pump)是一种推动质子跨膜运动的能量系统,广泛存在于几乎所有的细胞中。液泡H+-ATPase (Vacuolar H+-ATPase, V-ATPase 或 VHA)是其中的一种。V-ATPase为一个多亚基膜结合复合酶体,具有高度保守性,由位于质膜上参与质子跨膜转运的V0和位于胞质中催化ATP水解的V1两部分组成,它利用ATP水解释放出来的能量将质子泵到胞外环境或泵进胞内的一些细胞器腔内来调节细胞内外的pH值,使胞外或者细胞器腔内保持酸性环境,从而维持细胞内pH的相对稳定,有利于细胞过程的顺利进行。在诸多的亚基中,B亚基不仅是形成V0复合体的核心元件,其也具有结合微丝的能力。本实验室已有的研究表明,拟南芥V-ATPase B亚基有三个亚型,分别为AtVAB1, AtVAB2和AtVAB3,每个亚基N-末端结构域都含有一段类似于微丝结合蛋白profilin的基序。V-ATPase可以通过B亚基N-末端结构域和C亚基两个结构域上的微丝结合位点,与细胞微丝骨架相互结合作用。体外生化实验证明,AtVABs结合并共定位于F-actin,具有微丝延伸、稳定、成束和封端等功能。然而,目前有关V-ATPase B亚基的生理功能还未见报道。本研究对B基因的组织表达特异性(GUS染色)、B基因在转录水平上的特异性(RT-PCR)和亚细胞水平的定位进行了研究。此外,我们获得了拟南芥B基因的突变体植株,并分析了在盐、ABA、甘露醇、葡萄糖等各种非生物胁迫处理后突变体的表型,旨在揭示拟南芥V-ATPase B亚基的组织定位、亚细胞定位和生理功能。已获得的主要研究结果如下：1.分别利用半定量PCR分析和免疫组化方法,分析了B亚基的表达谱,鉴定了转基因植株proAtVABs-GUS各个组织中的GUS活性,证明了AtVABs主要在拟南芥子叶、根、花、叶、茎、花粉管等器官中大量表达。2.通过PI染色和质壁分离实验,分析了AtVABs基因的亚细胞水平定位,并发现AtVABs主要在细胞质膜、液泡膜和核上表达。3.研究了各种非生物胁迫(NaCl、mannitol和glucose)处理后转基因植株proAtVABs-GUS的表达水平,结果表明AtVABs在受到各种胁迫后其表达量都不同程度地升高。4.通过非生物胁迫(NaCl、ABA、mannitol和glucose)对突变体vab3-1的种子萌发和幼苗生长的影响进行了研究,结果表明,单突变体vab3-1表型与WT没有显著差异。由以上结论得出,AtVABs三个基因表达模式类似,并且可能在调控非生物胁迫应答反应中起重要作用。