气孔是植物与外界环境进行气体交换和水分代谢的通道,每个气孔均由一对保卫细胞组成。随着离子流动的变化和许多特异的渗透调节因子的调节,保卫细胞通过开关气孔完成植物与环境的水分及气体交换、响应外界环境变化、感受生物及非生物胁迫,使植物尽量迅速适应外界环境正常生存下去。在植物中异三聚体G蛋白介导的信号级联反应是重要的信号转导机制,拟南芥中目前仅有一个典型的G蛋白a亚基,GPAl,它参与水分代谢的调节、ABA调节的保卫细胞运动等许多信号转导通路。保卫细胞是在体内研究H+-ATPase活性及信号转导通路的理想系统,可以在生理学条件下研究H+-ATPase及相关调节元件的调节机制。目前已经证实H+-ATPase参与ABA诱导气孔运动过程、蓝光诱导气孔开放、植物与病原菌互作等多种进程。本实验室前期的试验结果表明,异三聚体G蛋白a亚基参与Eatp在光照条件下促进气孔开放、胞内Ca2+浓度的升高、ROS的产生以及H+离子流速上升等进程,而异三聚体G蛋白β、丫亚基不参与这些进程。　　本研究采用拟南芥生态型ws、col-O及异三聚体G蛋白a亚基的功能缺失突变体gpa1-1、gpa1-2,过表达株系wGa、cGa,还有在拟南芥保卫细胞中大量表达的H+-ATPase AHAI、AHA2、AHA5功能缺失突变体保卫细胞为材料,观察野生型与突变体在ATP处理前后气孔开度变化的差异,判断异三聚体G蛋白a亚基与H+-ATPase是否参与Eatp诱导的气孔开放。结果显示,异三聚体G蛋白a亚基的功能缺失突变体及AHAI、AHA2、AHA5功能缺失突变体对ATP反应不明显,而ws、col-o及过表达株系的气孔开度则在加入ATP后明显增大。这说明,异三聚体G蛋白a亚基与H+-ATPase很有可能参与了Eatp诱导的气孔开放过程。为探究ATP引起的质子外流是否由H+-ATPase介导,我们使用非损伤微测技术对在拟南芥保卫细胞中大量表达的H+-ATPaseAHAI、AHA2、AHA5功能缺失突变体及col-O加入ATP后保卫细胞质膜H+流速进行了测定。结果表明,AHAI、AHA2、AHA5功能缺失突变体中加入ATP后虽能够产生一定量的质子外流,但是其流速和持续时间均明显小于野生型中得到的结果。表明拟南芥保卫细胞中大量表达的H+-ATPaseAHA1、AHA2、AHA5参与了由Eatp诱导气孔开放的过程。