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在盐渍条件下,碱蓬的根和地上部分在生长、离子积累、质子泵活性、V-H~+-ATPase的表达等几个方面存在明显差异,表明盐胁迫下地上部分和根在耐盐方面的作用和耐盐机理不同,二者共同影响着植物的耐盐性。NaCl和KCl对碱蓬上述各方面的效应也有显著差别。本实验目的是研究NaCl和KCl对碱蓬生长及液泡膜质子泵活性的效应,以盐生植物碱蓬为材料分别用NaCl和KCl处理,测定根和地上部分的有关生理指标,通过蔗糖密度梯度离心提取了碱蓬根和地上部分的液泡膜微囊,测定了V-H~+-ATPase、V-H~+-PPase活性,并进行Western blot分析以确定V-H~+-ATPase各亚基表达情况,主要结果如下: 1 NaCl处理对碱蓬根和地上部分生长和液泡膜质子泵的效应 1.1生长和离子积累 从碱蓬地上部分鲜重和干重变化趋势看,低盐胁迫(200mmol/L)明显促进碱蓬地上部分的生长,高盐胁迫(400mmol/L NaCl)与低盐胁迫相比抑制碱蓬地上部分的生长;在各种浓度的盐胁迫条件下,根的生长受盐胁迫影响小,说明了盐胁迫下地上部分生长变化大,而根在盐胁迫下保持稳定。根的肉质化程度远低于地上部分,但是根在盐处理下肉质化程度也增加。 碱蓬用正常Hoagland培养液培养时有聚Na~+作用,根吸收的大部分Na~+运往地上部分积累起来,可以作为渗透调节剂,增强吸水能力。盐胁迫下,Cl~+-、Na~+主要积累在地上部分,大约有97%的Na~+积累在地上部分,根只占3%,因而地上部分细胞汁液渗透势大大低于根。由于碱蓬的根鲜重占整株鲜重的1╱10左右,而且盐胁迫下无机盐相对含量很低,所以碱蓬的地上部分是积累盐的主要部位,根在抗盐中的作用不在于积累无机盐。在非盐胁迫条件下碱蓬地上部分除了选择K~+作为渗透调节剂以外,Na~+也作为一种重要渗透调节剂,根倾向于选择K~+作为渗透调节剂。 1.2液泡膜质子泵活性与亚基表达 碱蓬根和地上部分V-H~+-ATPase的亚基有差异。从地上部分的V-H~+-ATPase中检测到66kDa、55kDa、36kDa和18kDa等4种亚基;根只显示1种亚基(18kDa),其余3个亚基与本实验所用抗体无明显反应。可见,根和地上部分V-H~+-ATPase的组成性构成不同,存在异构现象(isoform),也有可能是有其他三种亚基虽然相同但是蛋白量很少。200mmol/L NaCl胁迫后,地上部分V-H~+-ATPase各亚基的数目及种类没有变化,表达量明显增加,各亚基增加幅度相似。根内V-H~+-ATPase的18 kDa亚基也明显受盐刺激而表达增加,与地上部分不同的是,根的印迹图上出现一个新肽段(16 kDa),可能是18kDa亚基的降解产物。NaCl胁迫后,地上部分V-H~+-ATPase各亚基表达量明显增加,其水解活性也相应增加,由于没有新亚基的出现而且盐胁迫后亚基表达形式相同,所以V-H~+-ATPase水解活性增加的原因是盐胁迫刺激丁V-H~+-ATPase表达而不是结构改变。根内V-H~+-ATPase 18kDa亚基也受盐刺激而明显增加,和地上部分相比,根V-H~+-ATPase的18kDa亚基更容易受盐胁迫影响而发生降解,因而根内V-H~+-ATPase活性受 NaCI血KCI斟松对仪8住犬及般尬殿瘩子鱼捞注肘级应 到影响,其V-H”-ATPase活性没有象地上部分那样大幅度增加。盐胁迫后,地上部分 V-H”-PPase水解活性略有增加,根中的变化不显著。根中质子泵表达量虽有增加,但其 活性增加幅度不大,而且根中Na”等积累很少,表明根中液泡膜质子泵在根系水平上的 离子区域化中不起主要作用(对于根的皮层来说可能有重要作用),而地上部分质子泵 (主要是V-H”-ATPase)在地上部分离于区域化中可能担当重要角色。 2 KCI处理对碱蓬生长和液泡膜质子泵的效应 二.二生长和离子积累 碱蓬能很好的适应NaCI胁迫,NaCI胁迫不但没有造成伤害,还促进了碱蓬生长。 低浓度(100 nunol/L)KCI既没有抑制生长也没有促进生长,而高浓度(200,400 mmol几) KCI对碱蓬不但无利,反而有害,严重抑制碱蓬的生长,甚至导致碱蓬死亡。KCI胁迫 下,碱蓬幼苗含水量比对照下降,KCI浓度越大下降越显著,KCI对碱蓬伤害大的一个 原因是水分吸收速率小于蒸腾速率,使碱蓬水分代谢严重失衡。碱蓬在NaCI胁迫后, 吸水速率大于蒸腾速率,不但没有失水,含水量反而高于对照。KCI胁迫下,碱篷不发 生肉质化,而同浓度的NaCI促进碱蓬肉质化,Na”可能是促进碱蓬肉质化的主要因子, 而 K”和 CI不能促进碱蓬肉质化。KCI胁迫下碱蓬细胞汁液0 浓度增加幅度远大于 NaCI胁迫下细胞汁液CI“浓度增加幅度,KCI胁迫下在地上部分积累过多的CI”可能是 KCI胁迫伤害程度大的原因之一。KCI胁迫比NaCI胁迫时碱蓬的相对电导率升幅大, 表明 KCI对细胞膜伤害程度大。 2.二质子泵活性与亚基表达 相同浓度的 NaCI和 KCI(200。of几)胁迫后,地上部分 V-H”-ATPase各亚基数 目和表达形式与对照相同。**口胁迫后,地上部分?