导读:本文包含了质膜质子泵论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:葡萄,质膜质子泵(PM-H~+-ATPase),选择性剪接变体,盐碱胁迫
质膜质子泵论文文献综述
赵攀[1]（2019）在《葡萄质膜质子泵VvPMA1在盐碱胁迫条件下选择性剪接及作用机制》一文中研究指出葡萄作为重要的经济作物其产业可持续发展受到土壤盐碱化严重束缚,有关其抗盐碱性研究开始受到关注。在盐碱土中,植物面对的是盐与碱交混的混合胁迫。植物在盐碱环境中最大限度调节pH恒稳态(Homeostasis)尤为关键。而位于根细胞质膜上的质子泵对此有重要作用。本研究中,我们用抗盐碱能力较强的克瑞森无核葡萄为材料,以根质膜质子泵家族成员为目标,探讨葡萄根质膜质子泵活性及调控方式随盐碱胁迫时间的变化,并从葡萄根中克隆了1个响应盐胁迫的基因VvPMA1,测序发现VvPMA1存在两种选择性剪接变体VvPMA1α和VvPMA1β,并对其两个剪接变体在植物生长发育和盐胁迫下的功能进行了探究,主要结果如下:1.50 mmol/L NaHCO_3(pH 8.0)处理克瑞森无核葡萄3 d,利用定量PCR技术比较了葡萄质膜H~+-ATPase基因家族各成员在葡萄根、茎、叶、果肉、果皮中的转录量,并筛选出在根中表达量高的VvPMA1基因。2.利用RT-PCR技术从葡萄根中克隆到VvPMA1基因全长。并通过测序发现VvPMA1存在两种变体VvPMA1α和VvPMA1β。对VvPMA1α和VvPMA1β核苷酸和蛋白一级结构进行生物信息学分析,显示其中VvPMA1α编码框共2862 bp,编码954个氨基酸残基,VvPMA1β编码框共2757 bp,编码919个氨基酸残基。因此,VvPMA1β比VvPMA1α编码框少105 bp,即35个氨基酸残基,而且位于蛋白的N末端。随后,与GenBank中葡萄参考基因组基因VvPMA1序列相比,VvPMA1β在VvPMA1 2号和3号外显子之间保留了长93 nt的内含子2,造成VvPMA1β通读框后移,因而编码出较短的N末端。进一步对VvPMA1上游顺式作用元件进行生物信息学分析,发现其中主要包括:ABRE、CGTCA-motif和WUN-motif,分别参与对脱落酸、茉莉酸甲酯(MeJA)及损伤的响应。3.使用酵母质膜H~+-ATPase缺失突变体RS-72进行功能互补验证克隆到的这两条基因的功能,发现VvPMA1β表达酵母的生长状态好于VvPMA1α表达酵母,而且增加了酵母突变体的pH生长范围。推测,VvPMA1β对H~+的运输能力高于VvPMA1α。4.对盐碱胁迫下葡萄根VvPMA1剪接变体的表达进行定量分析,发现VvPMA1β在盐碱胁迫3 h时转录量增加幅度最大,而VvPMA1α比对照明显降低。此时转录生成的总VvPMA1中VvPMA1β所占的比例增加,有利于提高N末端截短的高活性PM-H~+-ATPase的含量。随后在盐碱胁迫6 h-12 h时VvPMA1α转录量逐渐增加,VvPMA1β转录量逐渐降低,尽管VvPMA1β转录量仍然高于对照水平,但在总VvPMA1中所占的比例逐渐降低,势必会影响根质膜H~+-ATPase总活性。在胁迫2 d时VvPMA1β转录量明显低于对照,而VvPMA1α转录量与对照无明显差异(P>0.05)。此时VvPMA1β在总VvPMA1中所占的比例降低到对照水平以下。而且胁迫3 d后两个基因的转录量都明显低于对照。5.将VvPMA1编码区插入植物表达载体PRI-GFP中,并转化农杆菌LBA4404,侵染烟草叶片,利用共聚焦荧光显微镜对葡萄VvPMA1-GFP蛋白在烟草叶片细胞中进行亚细胞定位分析,结果显示VvPMA1-GFP蛋白位于细胞质膜上。6.将VvPMA1β插入植物表达载体PRI-GFP载体中,使用花序侵染法得到3株VvPMA1β转基因拟南芥阳性苗,对野生型和T_0代过表达拟南芥株系进行表型观察,发现与野生型拟南芥形态相比,转基因植株生长速率慢,侧根分支多,地上部分诱发丛生芽,且植株不易成活。7.利用农杆菌侵染法得到VvPMA1α和VvPMA1β转基因番茄阳性苗,发现VvPMA1α过量表达番茄与野生型在生长速率方面差异不显著,植株形态正常,相反,VvPMA1β过量表达番茄生长速率显著低于野生型和VvPMA1α过表达型,且植株呈现出不正常的生长,表现在茎弯曲,叶片皱缩,并且植株移栽不能成活。8.对VvPMA1α转基因番茄T_1代植株VvPMA1α-L2,VvPMA1α-L4,VvPMA1α-L7叁个株系进行生理生化指标测定。结果表明,在正常环境条件下,VvPMA1α-L2,VvPMA1α-L4,VvPMA1α-L7植株生长速率显着高于野生型,且叁个转基因株系均表现出与野生型不同的形态特征,与野生型相比,VvPMA1α-L2,VvPMA1α-L4,VvPMA1α-L7植株侧枝分支少,叶片不平展,向下弯曲程度高。利用酸碱指示剂溴甲酚紫进行根质子分泌试验,结果显示VvPMA1α转基因株系根部黄色面积更加明显,且范围大。说明VvPMA1α转基因株系根部周围pH更低,也间接反映出其根部质子分泌能力强于野生型植株。150 mmol/L NaCl处理野生型及VvPMA1α-L2,VvPMA1α-L4和VvPMA1α-L7株系番茄,在NaCl浇灌20 d时野生型番茄表现出黄化现象,且植株萎蔫,而转基因各株系仍然保持正常生长,叶色呈现绿色。对各处理材料进行相关的生理生化指标测定发现,转基因株系地上部分Na~+/K~+及丙二醛含量显着低于野生型番茄,而转基因株系中叶绿素含量和APX活性显着高于野生型番茄。进一步利用HPLC技术测定了各株系盐处理后叶片中各有机酸含量,结果显示,各株系番茄叶片中的有机酸以草酸为主,而且转基因番茄VvPMA1α-L2,VvPMA1α-L4和VvPMA1α-L7叶片中盐处理之后草酸含量显着高于野生型植株。推测转基因番茄质膜质子泵需要细胞合成更多的有机酸来提供H~+作为运输底物,来满足高活性的质子泵所需。总之,本研究发现葡萄经碱性盐胁迫后根质膜H~+-ATPase主要表达基因VvPMA1在基因表达的RNA加工过程中会发生选择性剪切,通过内含子保留机制产生剪接变体VvPMA1β。相对组成型剪接体,该变体缺失N末端35个氨基酸残基,恰好解除了质膜H~+-ATPase N末端自抑制区的抑制,呈现出较高的质膜质子泵活性。在盐碱胁迫初期耐盐碱能力强的葡萄根VvPMA1发生选择性剪切的比例较高,其活性也会相应增加。因此这种葡萄根质膜H~+-ATPase基因表达调控方式有利于提高盐碱胁迫下葡萄根质膜H~+-ATPase活性。将这两个剪接变体转化番茄,发现VvPMA1β严重影响了转基因番茄在正常条件下的生长,而VvPMA1α对转基因番茄在盐条件下的生长起到积极作用。说明过高活性的VvPMA1β变体消耗了大量的ATP,反而影响了植株正常生长。因此植株需通过选择性剪接精准调节盐碱条件下根质膜H~+-ATPase选择性剪接体的比例,适当提高总活性来达到抗盐碱目的。(本文来源于《齐鲁工业大学》期刊2019-06-01）
宁东媛[2]（2018）在《柑橘质膜型质子泵基因CsPH8的转录因子挖掘及表达特性分析》一文中研究指出柑橘质膜型质子泵基因CsPH8的低表达是红暗柳橙(Citrus sinensis cv.Honganliu)低酸性状的重要原因。本实验通过挖掘柑橘基因组数据库,以暗柳橙(C.sinensis cv.Anliu)和红暗柳橙为研究材料,克隆了可能参与调控CsPH8表达的AN1、AN11、PH3、PH4的同源基因,对这些基因进行了生物信息学分析,研究了这些基因的组织特异性和果实发育过程中在柑橘果实汁胞中的表达,以及与CsPH8表达和檬酸含量变化的关系,初步明确了柑橘AN1、AN11、PH3、PH4同源基因在CsPH8表达调控和柠檬酸积累中的作用。实验结果如下:1.柑橘果实发育过程中柠檬酸含量和CsPH8的表达变化分析研究发现,暗柳橙和早香柚(C.grandis cv.Zaoxiangyou)果实柠檬酸的含量在果实发育过程中均呈现先上升后下降的趋势,而红暗柳橙和无酸柚(C.grandis cv.Acid free Pumelo)果实柠檬酸的含量在发育过程中显着低于暗柳橙和早香柚,并且变化不明显。CsPH8表达量在果实发育过程中的变化趋势与柠檬酸变化趋势相同,即在暗柳橙和早香柚果实汁胞中CsPH8的表达变化趋势为先上升后下降,而在红暗柳橙和无酸柚果实汁胞中CsPH8的表达量保持在较低水平,且显着低于暗柳橙和早香柚。2.AN1、AN11、PH3、PH4同源基因的挖掘分别从柑橘基因组中克隆到一个AN1同源基因(命名为CsAN1)、一个AN11同源基因(CsAN11)、一个PH3同源基因,该基因存在叁个转录本(命名为CsPH3-1、CsPH3-2、CsPH3-3)和一个PH4同源基因(命名为CsPH4)。它们编码的蛋白分别为bHLH类转录因子、WD40类转录因子、WRKY类转录因子和R2R3-MYB类转录因子。3.AN1、AN11、PH3、PH4同源基因的组织特性分析测定AN1、AN11、PH3、PH4同源基因在暗柳橙不同组织结构中的表达。发现CsAN1在汁胞中表达量最高,CsAN11在叶中表达量最高,CsPH3-1在花中表达量最高,CsPH3-2茎中表达量最高,CsPH3-3在叶和茎中表达量最高,CsPH4在茎中表达量最高。4.AN1、AN11、PH3、PH4同源基因在果实发育过程中的表达分析研究发现:CsAN1基因在暗柳橙和早香柚中的表达量均显着高于红暗柳橙和无酸柚,且基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中柠檬酸的变化趋势相同,与CsPH8基因的表达趋势相同;CsAN11基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中的柠檬酸变化趋势均不相同;CsPH3-1基因在暗柳橙和早香柚中的表达量均显着高于红暗柳橙和无酸柚,且基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中柠檬酸的变化趋势相同,而CsPH3-2和CsPH3-3基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中的柠檬酸变化趋势均不相同;CsPH4基因在暗柳橙和早香柚果实发育后期的表达量均显着高于红暗柳橙和无酸柚,且基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中柠檬酸的变化趋势相同。综合以上结果,推测CsPH4、CsPH3-1,尤其CsAN1在红暗柳橙中的低表达可能是CsPH8在红暗柳橙中低表达的重要原因。它们可能通过调控CsPH8参与了红暗柳橙低酸性状形成。(本文来源于《华中农业大学》期刊2018-06-01）
杨阔[3]（2017）在《缺锌对平邑甜茶根系质膜质子泵及质外体pH的影响》一文中研究指出锌是植物生长发育必需的微量元素之一,参与生物体众多生理生化过程。缺锌在苹果生产中普遍存在,表现出明显的缺锌症状,极大的影响苹果的产量和品质。本试验以生产上常用、对缺锌敏感的苹果砧木平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)为试验材料,采用溶液培养法研究了缺锌胁迫下平邑甜茶的根系构型、根系活力和锌含量的变化,以及缺锌条件对平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase活性、动力学特征、H~+-ATPase酶浓度、ATP含量、H~+流速、生长素含量及质外体pH的影响,初步探究质膜H~+-ATPase与质外体pH对根系生长的影响,进一步揭示平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase和质外体pH对缺锌的响应机制。主要结果如下:(1)缺锌影响平邑甜茶的生长发育。对平邑甜茶水培苗进行缺锌(0μmol·L-1)和对照(4μmol·L-1)处理,结果表明缺锌处理4周的平邑甜茶幼苗表现出明显的缺锌症状:植株生长矮小、叶片较小、节间短等特征,且根系较短而少。对平邑甜茶根系构型、根系活力及锌含量的研究结果表明,缺锌胁迫显着降低了平邑甜茶幼苗根系长度、根尖数、根系表面积和总体积,说明缺锌胁迫下根系生长受到抑制;缺锌显着降低平邑甜茶根系活力,通过降低根系活力影响根系对锌离子的吸收能力,进而影响平邑甜茶幼苗生长。(2)缺锌影响平邑甜茶质膜H~+-ATPase活性。用两相法分离得到的平邑甜茶幼苗根系细胞膜纯度达到85%以上,缺锌处理质膜H~+-ATPase的水解活性和泵活性均显着低于对照,Vmax降低;Km升高,说明缺锌平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase对底物ATP的亲合性要低于对照。蛋白质免疫印迹实验结果表明,缺锌平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase酶浓度略低于对照,表明缺锌平邑甜茶根系质膜H~+-ATPase活性的降低与质膜H~+-ATPase浓度的降低有关。(3)缺锌影响平邑甜茶根系内源IAA及ATP含量。两种处理下平邑甜茶幼苗地上部和根系内源IAA含量显着降低,地上部的IAA含量高于根系内的IAA含量,推测锌胁迫使得IAA的减少导致向根系运输的IAA含量显着减少。缺锌胁迫使得平邑甜茶根系内的ATP含量低于对照,说明缺锌平邑甜茶根系具有较低的能量供应水平,从而影响了质膜H~+-ATPase活性。(4)缺锌影响平邑甜茶根尖H~+流速及质外体pH。缺锌胁迫和对照条件下,平邑甜茶根尖均表现为外排趋势,且缺锌条件下H~+的外排量相比对照显着降低。矾酸钠处理平邑甜茶根尖后结果表明,缺锌和对照平邑甜茶根尖H~+流速没有显着性差异,说明矾酸钠处理消除了缺锌和对照平邑甜茶根尖H~+流速的差异,缺锌平邑甜茶H~+外排的降低与PM H~+-ATPase相关。缺锌胁迫下,平邑甜茶根尖的质外体pH升高,导致质外体碱化,说明平邑甜茶质膜H~+-ATPase活性降低,使细胞分泌质子的能力下降,促使质外体pH增加,根据酸生长理论,降低了植株的生长。(本文来源于《山东农业大学》期刊2017-05-10）
张冰洁[4]（2017）在《钙对酸雨胁迫下不同生育期大豆质膜质子泵活性与功能的调节机制》一文中研究指出酸雨(acid rain,AR_)是世界性的环境问题,导致农林业减产和巨额经济损失,因此寻找有效的减轻植物酸致伤的途径显得尤为重要。钙(calcium,Ca~(2+))作为植物体内必要的营养元素和信号转导的第二信使,是植物抗逆研究的热点。本文利用高效液相色谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、实时荧光定量PCR等手段来研究外施Ca~(2+)(Ca~(2+)1/5 mM,Ca~(2+)2/10 mM)对酸雨(AR_1/pH 4.5,AR_2/pH 3.0)处理下不同生育期(幼苗期、结荚期和鼓粒期)大豆生长、抗逆能力、质膜质子泵活性、营养元素含量及根系质膜质子泵基因(GmPHA1)相对表达量的影响,从质膜质子泵调节营养吸收的角度探究外施Ca~(2+)缓解酸雨对不同生育期大豆生长与抗逆能力的影响,以及Ca~(2+)调节质膜质子泵活性的内在机制,为缓解酸雨导致的农作物减产及品质下降提供理论依据。实验主要结果如下:(1)考察外施Ca~(2+)对酸雨胁迫下不同生育期大豆生长与抗逆能力影响的结果表明:AR_1和AR_2显着抑制大豆的生长,同时导致大豆叶绿素含量下降,根系质膜透性增大,影响程度:AR_1<AR_2,幼苗期>鼓粒期>结荚期;AR_1+Ca~(2+)1、AR_1+Ca~(2+)2处理组大豆生物量、叶绿素含量高于AR_1处理组,根系质膜透性低于AR_1处理组,Ca~(2+)对幼苗期和结荚期大豆生长与抗逆能力的缓解效果AR_1+Ca~(2+)1处理组优于AR_1+Ca~(2+)2处理组,而在鼓粒期Ca~(2+)的缓解效果AR_1+Ca~(2+)1与AR_1+Ca~(2+)2处理组无显着差异;AR_~(2+)Ca~(2+)1、AR_~(2+)Ca~(2+)2处理组大豆生物量、叶绿素含量仍低于CK,但显着高于AR_2处理组,根系质膜透性仍大于CK,但显着低于AR_2处理组,且Ca~(2+)缓解效果AR_~(2+)Ca~(2+)1处理组优于AR_~(2+)Ca~(2+)2处理组,说明外施Ca~(2+)可以缓解酸雨胁迫对大豆生长的抑制、促进叶绿素合成、维持根系质膜完整性,但缓解效果受酸雨强度限制,其中Ca~(2+)对大豆生长的调控效果:幼苗期>鼓粒期>结荚期。恢复5天后,AR_1+Ca~(2+)1、AR_1+Ca~(2+)2处理组大豆生物量仍高于AR_1处理组,说明外施Ca~(2+)对缓解pH 4.5酸雨对大豆生长的抑制具有实效性;AR_~(2+)Ca~(2+)1、AR_~(2+)Ca~(2+)2处理组大豆生长、叶绿素含量优于胁迫期,可见外施Ca~(2+)可以有利于AR_~(2+)Ca~(2+)1和AR_~(2+)Ca~(2+)2处理组大豆生长、叶绿素含量的恢复,但恢复程度受酸雨强度限制。(2)考察外施Ca~(2+)对酸雨胁迫下质膜质子泵活性与营养吸收的影响结果表明:AR_1处理组大豆根系质膜质子泵活性升高,升高幅度:幼苗期<结荚期<鼓粒期,AR_2抑制大豆根系质膜质子泵活性,抑制程度:幼苗期>鼓粒期>结荚期;AR_1、AR_2处理组大豆中NO3-、P、K、Na、Mg和Zn的含量下降,下降幅度:AR_1<AR_2。AR_1+Ca~(2+)1处理组大豆根系质膜质子泵活和钙泵活性接近CK水平,相比AR_1处理组降低,大豆中NO3-、P、Mg和Zn含量接近CK水平,K含量仍低于CK,但显着高于AR_1处理组;AR_~(2+)Ca~(2+)1处理组大豆根系质膜质子泵和钙泵活性仍低于CK,但显着高于AR_2处理组,ATP含量低于CK,NO3-、P、K、Mg和Zn的含量低于CK,但显着高于AR_2处理组。可见外施Ca~(2+)可以通过调控质膜质子泵活性加速ATP的水解调控大豆对NO3-、P、K、Mg和Zn的吸收,但Ca~(2+)的调控效果受酸雨强度限制,其中Ca~(2+)对质膜质子泵活性调控幅度:幼苗期>鼓粒期>结荚期。幼苗期、结荚期和鼓粒期大豆中Fe、Mn、Cu和Mo元素的变化规律不一致,这可能与不同生育期大豆植株生长节律以及抗酸能力差异有关。恢复5天后,AR_1处理组大豆根系质膜质子泵活性仍高于CK,AR_2处理组大豆根系质膜质子泵活性仍低于CK。AR_1+Ca~(2+)1处理组质膜质子泵活性与CK无差异,且NO3-、P、K、和Zn含量接近CK水平,可见外施Ca~(2+)对pH 4.5酸雨下大豆根系质膜质子泵活性的调控具有实效性,有利于大豆中NO3-、P、K和Zn含量的维持在正常水平;AR_~(2+)Ca~(2+)1处理组大豆根系质膜质子泵活性仍低于CK,但显着高于AR_2处理组,且高于胁迫期,NO3-、P、K、Na、Mg和Zn的含量显着高于AR_2处理组,可见外施Ca~(2+)有利于AR_~(2+)Ca~(2+)1处理组大豆根系质膜质子泵活性的恢复(向CK靠近),有利于NO3-、P、K、Na、Mg和Zn的吸收,从而有利于大豆的生长、叶绿素含量的恢复以及根系质膜稳定,但恢复程度受酸雨强度限制。(3)考察外施Ca~(2+)对酸雨胁迫下质子泵活性的调节机制研究表明:AR_1处理组大豆根系质膜质子泵基因(GmPHA1)相对表达量升高(幼苗期119%、结荚期186%、鼓粒期153%),而AR_2处理组GmPHA1的相对表达量下降(幼苗期81%、结荚期67%、鼓粒期71%);AR_1+Ca~(2+)1处理组GmPHA1相对表达量接近CK水平,有利于大豆根系质膜质子泵活性维持在正常水平;AR_~(2+)Ca~(2+)1处理组GmPHA1相对表达量相比AR_2处理组有所升高,升高幅度:幼苗期>鼓粒期>结荚期,与AR_~(2+)Ca~(2+)1处理组质膜质子泵活性变化规律一致。可见Ca~(2+)对GmPHA1基因转录水平的调控是Ca~(2+)调控酸雨胁迫下大豆质子泵活性的内在机制之一。恢复5天后,AR_1处理组大豆根系GmPHA1仍保持较高的转录水平,且大豆根系质膜质子泵活性仍高于CK;AR_2处理组GmPHA1基因转录水平高于CK,质膜质子泵活性仍低于CK,说明AR_2处理组GmPHA1在恢复期对大豆根系质膜质子泵活性的调控作用不明显,可能是因为质膜质子泵还受其他因素的影响;AR_1+Ca~(2+)1处理组GmPHA1相对表达量高于CK,但低于AR_1处理组(幼苗期125%、结荚期206%、鼓粒期123%),有利于该处理组大豆质子泵活性维持在正常水平;AR_~(2+)Ca~(2+)1处理组GmPHA1相对表达量相比AR_2处理组升高,且大豆根系质膜质子泵活性高于AR_2处理组,说明Ca~(2+)使GmPHA1转录水平上调从而使该处理组大豆根系质膜质子泵活性恢复程度增大。综上所述,外施适宜浓度的Ca~(2+)可以缓解酸雨对大豆生长的抑制、促进叶绿素合成和稳定根系质膜,同时调控大豆根系质膜质子泵、钙泵活性,使得酸雨胁迫下根系能维持正常的营养吸收功能,提高植物耐酸性,但缓解程度受酸雨强度限制,Ca~(2+)对幼苗期大豆的调控效果最佳。(本文来源于《江南大学》期刊2017-04-01）
陈忱[5]（2012）在《保卫细胞异叁聚体G蛋白和质膜质子泵在eATP促进拟南芥气孔开放过程中的作用》一文中研究指出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。在植物中异叁聚体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α亚基，GPA1，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，异叁聚体G蛋白α亚基参与eATP在光照条件下促进气孔开放、胞内Ca~(2+)浓度的升高、ROS的产生以及H+离子流速上升等进程，而异叁聚体G蛋白β、γ亚基不参与这些进程。为探究eATP调节气孔运动的信号转导机制，我们采用拟南芥生态型ws、col-0及异叁聚体G蛋白α亚基的功能缺失突变体gpα1-1、gpα1-2，过表达株系wGα、cGα，还有在拟南芥保卫细胞中大量表达的H+-ATPase AHA1、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，判断异叁聚体G蛋白α亚基与H+-ATPase是否参与eATP诱导的气孔开放。结果显示，异叁聚体G蛋白α亚基的功能缺失突变体及AHA1、AHA2、AHA5功能缺失突变体对ATP反应不明显，而ws、col-0及过表达株系的气孔开度则在加入ATP后明显增大。这说明，异叁聚体G蛋白α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~+-ATPase AHA1、AHA2、AHA5功能缺失突变体及col-0加入ATP后保卫细胞质膜H~+流速进行了测定。结果表明，AHA1、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~+-ATPase AHA1、AHA2、AHA5参与了由eATP诱导气孔开放的过程。(本文来源于《河北师范大学》期刊2012-04-10）
张瑞萍[6]（2011）在《水稻质膜质子泵基因对低磷胁迫的响应和丛枝菌根的影响》一文中研究指出磷(P)是植物生长发育最为重要的生命元素之一,广泛参与植物体内的生化合成、能量转移、信号转导等代谢过程。由于化学和微生物的强烈固定,大多数自然土壤中的有效磷很低,限制着植物的生长发育。植物为了适应低磷胁迫已经进化出了包括改变根系形态结构、与土壤中的菌根(Mycorrhiza)真菌形成共生体系、诱导高亲和磷转运蛋白(PT)的表达、改善根际土壤化学性质等形态结构和生理生化上的响应机制。然而,植物能够吸收磷素最重要的是实现根系细胞内磷的跨膜运输。植物根系吸收磷需要从质外体运输到共质体,这是一个从低磷到高磷的跨膜运输过程。运输过程中磷与2-4个质子通过共转运的模式进入到细胞质。细胞质内pH值的降低需要质膜H+-ATPase将过多的H+泵到细胞外以保持细胞间的pH平衡。由此形成的电势差为P素的吸收提供了驱动力。水稻作为一种模式作物,是我国最重要的粮食作物,因此开展水稻根系H+-ATPase基因功能研究及其与磷营养的响应机制研究,对揭示植物高效调控吸收和转运磷营养的机理以及培育磷素高效吸收利用水稻品种具有重要意义。本研究以模式品种日本晴(Oryza sativa cv.Nipponbare L.),水稻质膜质子泵基因OsA8完全敲除的纯合突变体osa8(Tos17插入突变)及其野生型植株(Oryze Sativa ssp. Japonica cv.Hitomebore)为材料,通过RT-PCR、转基因等方法研究了水稻根系质膜H+-ATPase对磷胁迫及菌根调控的响应机制和部分H+-ATPase基因的功能。获得的主要结果如下：1.通过测定不同供磷水平下水稻根系质膜质子泵的活性结果显示,磷胁迫水稻根系质子泵的泵活性高于本身的水解活性,Vmax增加,Km降低。说明是由于质膜H+-ATPase编码的基因在转录水平表达的增强,酶蛋白(翻译水平)增强的综合影响,亦或是翻译后水平的调控。磷胁迫时水稻根系的质膜H+-ATPase活性升高,可能对其根系分泌有机阴离子有一定的作用,以此来活化土壤中的难溶性磷,提高植物对磷的吸收。2.通过生物信息学分析和转基因技术分析讨论了水稻质膜H+-ATPase家族中各个基因的特点：水稻H+-ATPase家族基因分布在五个亚家族中(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),同家族基因同源性达到80%以上。通过构建启动子与GUS报告基因融合的表达载体,检测了OsA2、OsA3、OsA4、OsA7和OsA8基因的时空表达特征。GUS染色发现,在正常生长条件下OsA2、OsA3、OsA4和OsA7在根尖、侧根发生区、根茎结合部位以及叶片中均有表达,而OsA8基因在这些部位中均不表达或表达很弱。RT-PCR的结果显示,属于质膜H+-ATPase家族基因Ⅰ和Ⅱ两个亚家族的OsA2、OsA3和OsA7基因在植株根系和地上部有较强烈的表达,与GUS染色结果相一致。而没有表达或表达极低的OsA8基因可能在特定的部位,或特殊的条件或时间下表达。3.OsA8启动子融合GUS报告基因的转基因水稻侵染试验结果显示,OsA8基因在菌根水稻根系的丛枝部位不表达。4.osa8突变体及其野生型水稻低磷条件下接种菌根菌(G. intraradices)的砂培试验结果表明,菌根诱导水稻质子泵基因OsA8在根系中的增强表达高达105倍。而同家族的OsA1、OsA2、OsA3、OsA7和OsA9则在根系中出现了显着的下调趋势。与野生型水稻相比,OsA8基因的突变导致了水稻菌根真菌的侵染效率降低了约20%,并且水稻根系中磷浓度的升高、地上部磷浓度的降低。这可能是由于OsA8基因的缺失,降低了水稻中磷素从根系向地上部的转运,使得根系中磷素积累浓度相对较高。从而直接导致了水稻高亲和磷酸盐转运蛋白Pht1家族基因中除OsPT8外的很多成员在根系中表达量的降低。5.OsA8基因超表达水稻对磷营养的响应试验结果显示,OsA8基因超表达提高了水稻质膜H+-ATPase的活性。在低磷胁迫条件下,OsA8基因超表达显着提高了水稻对磷的吸收速率以及植株体内磷素从根系向地上部的转运速率。这与osa8突变体中降低了磷素从根系向地上部的转运结果相一致。这种改变伴随着水稻H+-ATPase基因和水稻高亲和磷酸盐转运蛋白家族基因在转录水平上表达的变化。超表达OsA8基因下调了OsA1、OsA3和OsA9基因在叶片中的表达量。对Pht1家族而言,除了与低磷诱导增强表达的关键基因OsPT2和OsPT6有着密切的关系以外,超表达OsA8基因同时也下调了同家族的OsPT1、OsPT3、OsPT4和OsPT9的表达。总之,通过对敲除质膜质子泵基因的突变体和超表达突变体的分析,我们发现低磷胁迫时,质膜质子泵OsA8基因通过影响根系质膜质子泵的活性,改变了水稻对菌根菌的侵染和磷素的吸收能力,又因下调部分水稻高亲和磷酸盐转运蛋白基因的表达而影响了水稻植株体内根系和地上部磷的分布情况,进而反馈调控了Pht1家族其他基因的表达特征。由此,OsA8基因在响应低磷胁迫和菌根菌侵染时表现出来的对磷素吸收和磷素从根系向地上部转运速率的重要作用,有望应用于通过转基因手段培育适应低磷条件生长和促进菌根形成的磷素高效利用的水稻新品种研究。(本文来源于《南京农业大学》期刊2011-06-01）
徐呈祥,徐锡增,马艳萍,尚旭岚[7]（2011）在《金丝小枣等4个枣品种耐盐性与细胞质膜、液泡膜质子泵活性的关系》一文中研究指出以金丝小枣、梨枣、大瓜枣和冬枣为试材,设加0、0.10%、0.30%、0.50%和0.70%NaCl共5种土壤含盐量水平,研究了盐胁迫下这4个主栽枣品种耐盐性与质膜H+-ATPase和液泡膜H+-ATPase、H+-PPase活性的关系。对叶片相对含水量、丙二醛含量、相对电解质渗漏率、Fv/Fo、Fv/Fm、净光合速率等生理指标测试结果表明,4个枣品种的耐盐性存在较大差异。尽管4品种根尖和叶片细胞PM-H+-ATPase、TP-H+-ATPase和TP-H+-PPase活性随土壤含盐量升高的变化趋势相似,但同一枣品种的不同H+-ATPase、同一H+-ATPase在不同枣品种中的活性差异明显。盐胁迫下,耐盐性强的金丝小枣根尖细胞中3种H+-酶的活性降低幅度明显小于耐盐性弱的冬枣,且金丝小枣PM-H+-ATPase活性与TP-H+-ATPase活性相当,而盐胁迫下耐盐性弱的冬枣根尖细胞中PM-H+-ATPase活性明显低于TP-H+-ATPase活性,TP-H+-PPase活性随土壤含盐量递增更呈直线性下降,对土壤盐分非常敏感。盐胁迫下,枣品种耐盐性不同,枣叶细胞中3种H+-酶活性的差异也很显着。总体上,耐盐性强的枣品种,质膜和液泡膜质子泵的活性均强,根尖细胞向质外体"排盐"的功能与向共质体的液泡中"固定盐分"的功能均突出,叶片细胞向质外体"排盐"的功能基本保持而向液泡中"固定盐分"的功能显着增强,但耐盐性弱的枣品种盐胁迫下叶片细胞质膜、液泡膜质子泵活性下降或略有增强。(本文来源于《果树学报》期刊2011年02期）
常春荣[8]（2008）在《水稻质膜质子泵基因OsA8对氮磷钾的响应特征及功能分析》一文中研究指出分子生物学的迅速发展为植物营养学科的深入研究提供了丰富的材料和有效的研究方法,使进一步揭示植物营养养分吸收及转运的分子调控机理成为可能。近二十多年来,根据Mitchell的化学渗透假说,对植物细胞膜离子转运和电生理的研究已经初步阐明了溶质分子跨膜转运的机制。由于H＋的跨膜转运形成的质子电化学梯度所引起的质子驱动力与各种溶质分子和各种生长调节因子等主动转运相偶联,使得H+-ATPase在养分吸收、转运、分配,以及植物生长发育等方面的重要作用逐渐被重视。然而在植物体内数量众多的ATPase家族基因中只有及少几个基因的生理功能得到阐明。目前调控水稻矿质营养方面的单个质膜H+-ATPase作用及其调控机理尚未见报道。氮磷钾是植物必需同时又是土壤中经常缺乏的叁大营养元素,特别是土壤中磷的移动性差和有效性低,植物适应低磷营养的机理受到了广泛的关注。已经有证据表明,植物养分的吸收和转运与质膜质子泵的活性有关。水稻是模式作物和我国重要的粮食作物,水稻全基因组中,总共有10个属于质膜质子泵的基因。开展与氮磷钾营养有关的水稻质膜质子泵ATPase基因的功能研究,对揭示植物高效调控吸收和转运营养的机理以及植物的品种改良具有重要意义。本文以一个水稻质膜质子泵基因OsA8完全敲除的OsA8纯合突变体(Tos17插入突变)和其野生型植株(Oryze Sativa ssp. Japonica cv. Hitomebore)为材料,对比研究在不同磷、钾、氮条件下突变体和野生型植株的形态和生理特征及分子响应机制,探讨OsA8基因的功能。主要结果如下：1.在正常营养供应条件下OsA8基因在水稻叶片和缺磷条件下根系中均有表达,但其表达水平比较低。值得注意的是与已经报道的大豆中质膜H+-ATPase总活性受磷缺乏增强不同,OsA8在缺磷条件下叶片中表达受到抑制,根系中表达增强；水稻缺氮或缺钾也降低OsA8基因的表达,但其幅度相对缺磷引起的变化较小。2.以日本农业生物资源研究所水稻基因组资源中心(Rice Genome resource center, National Institute of Agrobiological Science, Japan)提供的突变体H0310为材料,分别用抑制PCR和反向PCR方法,鉴定并得到了14个OsA8屯合突变株。RT-PCR分析进一步确认该基因在纯合突变体中没有表达。3.敲除OsA8基因能减少水稻根系和地上部分的生物量并改变植株的形态。在水培条件下,无论是缺磷或正常供应磷处理,OsA8突变体水稻根系的总根长、总体积以及表面积和根尖数都较野生型植株的小。然而,正常营养条件下OsA8突变体根系的平均半径无明显变化,但在缺磷条件下其根系的平均半径降低,而且初生根的半径则有所增加。突变体地上部分表现为分蘖数减少并且分蘖延迟,但株高的影响不明显。4.与该基因的表达特性吻合的是,我们通过水培和砂培试验证明了OsA8与磷的吸收,特别是磷从根系到地上部分的转运有明显的相关性。在缺磷条件下突变体的根系中磷浓度显着高于野生型植株；在正常供磷条件下其磷浓度没有显着差异。在正常供磷条件下,突变体地上部分磷浓度明显降低；但在缺磷条件下没有显着差别。表明突变体水稻根系中磷向地上部分的转运受到了明显的抑制。5.OsA8对硝态氮、钾的缺乏也有响应,但其影响程度远没有对磷的响应程度高。不同氮钾处理条件对OsA8突变体植株的形态没有明显的影响；在养分吸收方面,OsA8突变体中钾和硝态氮的吸收受到抑制,但提高根系向地上部分的转运。6.除了对硝态氮、磷、钾吸收及转运的影响,敲除OsA8还显着增加了水稻根系中可溶性糖的含量,与此一致的是,突变体中H+-ATPase活性,根系还原酶活性都高于野生型植株；生物量明显降低,表明突变体消耗比较多的能量也不能完全弥补敲除OsA8的影响。7.通过RT-PCR分析,我们的结果显示OsA家族基因中部分基因分别响应磷、钾和氮形态的变化,这些基因表达水平的变化比较复杂,原因可能与其担负的功能复杂程度有关。8.对磷转运蛋白Phtl家族中各基因的分析表明：OsPT6基因的表达与植株中OsA家族基因的表达(或H+-ATPase活性)有明显的关系。并且Phtl家族大部分基因的表达强度与所分析的组织中磷的含量呈负相关。总之,通过对突变体的分析,我们发现水稻质膜质子泵基因OsA8的功能与水稻磷的吸收和转运,硝态氮、钾的吸收及其转运有关。敲除OsA8影响Pht1家族OsA家族部分基因的表达水平以及根系活力、可溶性糖含量、H+-ATPase活性。因此,维持OsA8的表达对保持氮磷钾的充分吸收利用和植株的正常形态有重要作用。(本文来源于《南京农业大学》期刊2008-12-01）
许俊英[9]（2008）在《拟南芥花粉质膜质子泵在质外体钙调素跨膜信号转导中的作用》一文中研究指出花粉萌发和花粉管生长是高等植物有性生殖的重要环节,花粉细胞质膜上存在质子泵,由其活化导致的H~+外流可以影响膜电位,引发一系列信号转导过程。质外体钙调素普遍存在于动植物细胞外,在胞外位点发挥多种生物学功能。质外体钙调素可刺激花粉细胞产生时空特异性的钙信号,而钙信号产生的重要途径是通过超极化激活的钙通道促使钙内流,所以胞外钙调素可能通过质膜质子泵使膜超极化调控钙通道,刺激钙信号产生。为了探索钙调素、质子泵、钙通道、钙信号之间的关系,本文以拟南芥为材料,采用常规生理学方法和转水母发光蛋白基因发光法测钙技术对于质子泵在质外体CaM调控花粉萌发过程中的作用及可能的信号转导机制进行研究。实验结果表明,质子泵的激活剂壳梭孢菌素(FC)促进花粉萌发和花粉管生长,使细胞质游离钙离子浓度升高,而其抑制剂钒酸钠抑制花粉萌发和花粉管生长,钙通道的阻断剂能够抑制FC对花粉萌发的促进作用。实验结果说明,花粉质膜质子泵参与了花粉萌发和花粉管生长的调节,这一过程可能是通过质子泵活化,激活超极化激活的钙通道,促进细胞内钙离子浓度升高和钙信号的产生实现的。外源纯化钙调素促进花粉萌发和花粉管生长,使细胞质游离钙离子浓度升高。质子泵的抑制剂钒酸钠抑制外源钙调素引起的Ca~(2+)浓度升高和由其促进的花粉萌发和花粉管生长。外源钙调素对花粉萌发和花粉管生长的调节可能是通过质子泵活化,促进细胞内钙离子浓度升高和钙信号的产生实现的。(本文来源于《河北师范大学》期刊2008-04-10）
贾娟娟[10]（2008）在《质膜质子泵对蚕豆保卫细胞质膜钙通道活性的影响》一文中研究指出保卫细胞以其特殊的胞壁结构调控着气孔运动,在植物生命活动如光合作用和蒸腾作用中起着重要的作用。当保卫细胞受到外部刺激时,可通过细胞质膜上的某些信号分子激活质膜质子泵,促进H+外流,造成细胞质膜超极化,引发细胞内相应的离子浓度变化,进而导致气孔运动。大量研究结果表明,无论是外源还是内源刺激信号,在保卫细胞中的转导过程几乎都是以Ca~(2+)作为第二信使的。本论文以蚕豆叶片表皮为主要实验材料,利用细胞质膜质子泵特异性激活剂壳梭孢菌素(fusiccocin FC)和抑制剂钒酸钠对保卫细胞进行处理,研究了质子泵活性调节剂对气孔开度的影响。以蚕豆叶片表皮为实验材料,成功分离出高活性的保卫细胞原生质体,利用膜片钳技术对保卫细胞信号转导过程中质膜质子泵与质膜钙通道之间是否存在调控关系进行了研究。实验结果表明,壳梭孢菌素处理蚕豆表皮后,气孔开度明显增大,而钒酸钠处理后,气孔开度明显减小。这个结果与之前在拟南芥中观察到的结果是一致的。膜片钳实验结果表明在蚕豆保卫细胞质膜上存在钙离子可通透性通道,该通道具有较强的电压依赖性,在膜电位低于-100mV时被激活;随细胞膜超极化程度不断加强,跨膜电流不断增大。尾电流分析发现其逆转电位在0mV左右。壳梭孢菌素处理后,钙离子电流显着增强,钒酸钠处理后细胞质膜上的钙离子电流明显减弱。实验结果初步证明,保卫细胞质膜质子泵在气孔运动过程中发挥重要的正向调控作用,这一作用有可能是通过激活质膜上超极化激活钙通道促进细胞内钙离子浓度升高实现的。(本文来源于《河北师范大学》期刊2008-04-10）
质膜质子泵论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
柑橘质膜型质子泵基因CsPH8的低表达是红暗柳橙(Citrus sinensis cv.Honganliu)低酸性状的重要原因。本实验通过挖掘柑橘基因组数据库,以暗柳橙(C.sinensis cv.Anliu)和红暗柳橙为研究材料,克隆了可能参与调控CsPH8表达的AN1、AN11、PH3、PH4的同源基因,对这些基因进行了生物信息学分析,研究了这些基因的组织特异性和果实发育过程中在柑橘果实汁胞中的表达,以及与CsPH8表达和檬酸含量变化的关系,初步明确了柑橘AN1、AN11、PH3、PH4同源基因在CsPH8表达调控和柠檬酸积累中的作用。实验结果如下:1.柑橘果实发育过程中柠檬酸含量和CsPH8的表达变化分析研究发现,暗柳橙和早香柚(C.grandis cv.Zaoxiangyou)果实柠檬酸的含量在果实发育过程中均呈现先上升后下降的趋势,而红暗柳橙和无酸柚(C.grandis cv.Acid free Pumelo)果实柠檬酸的含量在发育过程中显着低于暗柳橙和早香柚,并且变化不明显。CsPH8表达量在果实发育过程中的变化趋势与柠檬酸变化趋势相同,即在暗柳橙和早香柚果实汁胞中CsPH8的表达变化趋势为先上升后下降,而在红暗柳橙和无酸柚果实汁胞中CsPH8的表达量保持在较低水平,且显着低于暗柳橙和早香柚。2.AN1、AN11、PH3、PH4同源基因的挖掘分别从柑橘基因组中克隆到一个AN1同源基因(命名为CsAN1)、一个AN11同源基因(CsAN11)、一个PH3同源基因,该基因存在叁个转录本(命名为CsPH3-1、CsPH3-2、CsPH3-3)和一个PH4同源基因(命名为CsPH4)。它们编码的蛋白分别为bHLH类转录因子、WD40类转录因子、WRKY类转录因子和R2R3-MYB类转录因子。3.AN1、AN11、PH3、PH4同源基因的组织特性分析测定AN1、AN11、PH3、PH4同源基因在暗柳橙不同组织结构中的表达。发现CsAN1在汁胞中表达量最高,CsAN11在叶中表达量最高,CsPH3-1在花中表达量最高,CsPH3-2茎中表达量最高,CsPH3-3在叶和茎中表达量最高,CsPH4在茎中表达量最高。4.AN1、AN11、PH3、PH4同源基因在果实发育过程中的表达分析研究发现:CsAN1基因在暗柳橙和早香柚中的表达量均显着高于红暗柳橙和无酸柚,且基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中柠檬酸的变化趋势相同,与CsPH8基因的表达趋势相同;CsAN11基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中的柠檬酸变化趋势均不相同;CsPH3-1基因在暗柳橙和早香柚中的表达量均显着高于红暗柳橙和无酸柚,且基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中柠檬酸的变化趋势相同,而CsPH3-2和CsPH3-3基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中的柠檬酸变化趋势均不相同;CsPH4基因在暗柳橙和早香柚果实发育后期的表达量均显着高于红暗柳橙和无酸柚,且基因表达变化趋势与暗柳橙和早香柚中柠檬酸的变化趋势相同。综合以上结果,推测CsPH4、CsPH3-1,尤其CsAN1在红暗柳橙中的低表达可能是CsPH8在红暗柳橙中低表达的重要原因。它们可能通过调控CsPH8参与了红暗柳橙低酸性状形成。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
质膜质子泵论文参考文献
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标签：葡萄; 质膜质子泵(PM-H~+-ATPase); 选择性剪接变体; 盐碱胁迫;