收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二色补血草叶片盐腺泌盐机理的研究

丁烽  
【摘要】: 根据盐生植物耐盐机理及其以及形态结构和生态学特点的不同,盐生植物可以分为真盐生植物、假盐生植物和泌盐盐生植物。泌盐盐生植物又分为具有盐腺的向外泌盐的盐生植物和具有盐囊泡的向内泌盐的盐生植物。泌盐盐生植物最显著的形态结构特征是具有泌盐结构(盐腺或盐囊泡)将过多的盐分排出体外,它们在提高植物的耐盐性方面发挥重要作用。二色补血草为典型的泌盐盐生植物,具有多细胞盐腺结构,被誉为改造盐碱地的“先锋植物”。因此,研究二色补血草盐腺的泌盐机理具有重要意义。 利用扫描离子选择电极技术对二色补血草叶片进出盐腺的Na~+, K~+, Cl~-和H~+流进行非损伤性地测定来研究其泌盐机制。200 mM NaCl或KCl处理导致了Na~+或K~+外流的显著增加并且增强了质膜上H~+泵的活性。这些现象都可以通过质膜H~+-ATPase专一性抑制剂Na_3VO_4预处理得到有效抑制。Bumetanide(一种Na~+: K~+: Cl~-共转运体的专一性抑制剂)和amiloride(一种Na~+/H~+逆向转运蛋白的专一性抑制剂)预处理使得Na~+分泌速率显著降低。当NaCl和KCl的浓度同为200 mM时,叶片K~+浓度高于Na~+浓度,然而盐腺个体Na~+的分泌速率却显著高于K~+。这些结果表明盐腺分泌细胞质膜上的H~+-ATPase建立起跨膜的H~+电化学势梯度作为驱动力参与盐腺的泌盐过程,盐腺分泌细胞质膜上的Na~+/H~+逆向转运蛋白(SOS1)利用跨膜质子梯度把Na~+泵出细胞外;盐腺分泌细胞质膜上的Na~+: K~+: Cl~-共转运体利用跨膜电势差把Na~+, K~+和Cl~-排到细胞外。令人惊奇的是,用乌本苷(一种动物Na~+/K~+ ATPase的专一性抑制剂)预处理使二色补血草盐腺Na~+分泌速率明显降低而K~+分泌速率显著升高,同时激光共聚焦显微镜也观察到了更多的Na~+积累在盐腺细胞中,这表明盐腺细胞中可能存在Na~+/K~+-ATPase并在泌盐过程中发挥作用。而Na~+/H~+逆向转运蛋白、Na~+: K~+: Cl~-共转运体和Na~+/K~+-ATPase的共同作用可能是盐腺Na~+的分泌速率高于K~+的原因。 以二色补血草为材料,研究了Hoagland营养液和含200 mM NaCl的Hoagland营养液处理对围绕盐腺的一类特殊表皮细胞的形态和泌盐速率的影响。与Hoagland营养液处理的对照相比,这些表皮细胞有以下特点:(1) 200 mM NaCl处理时盐腺周围的表皮细胞明显地凸出于盐腺细胞且两者表面有大量的盐晶体,而Hoagland营养液处理时盐腺周围的表皮细胞却没有明显的凸出,表皮细胞和盐腺细胞表面几乎没有盐晶体;(2)NaCl处理显著促进盐腺周围特殊表皮细胞扩大;(3)在200 mM NaCl处理时,随着盐腺和表皮细胞交界处到被测位点距离的增加,Na~+的排出速率逐渐减小,H~+的排出速率逐渐减小直至内吸。这也是首次证明二色补血草盐腺周围的表皮细胞是一类具有一定分泌能力的特殊的表皮细胞。 为了探讨Ca~(2+)在盐腺泌盐过程中的作用,用含有不同浓度(0、5 mM、20 mM)Ca~(2+)的改良Hoagland(含200 mM NaCl)处理二色补血草,15天后观察其盐腺的发育情况及泌盐能力。结果表明:20 mM Ca~(2+)处理下二色补血草叶面积比0 mM和5 mM Ca~(2+)处理下显著增大,20 mM Ca~(2+)处理下二色补血草叶面积为0 mM Ca~(2+)处理下叶片面积的2.34倍,而5 mM Ca~(2+)处理下叶片面积与0 mM Ca~(2+)处理时叶片面积差别不明显。随着Ca~(2+)浓度升高,单叶盐腺总数和盐腺的直径均显著增加。20 mM Ca~(2+)处理下二色补血草叶片盐腺总数为0 mM Ca~(2+)处理下叶片盐腺总数的6.1倍,5 mM和20 mM Ca~(2+)处理时盐腺的直径分别为0 mM Ca~(2+)处理时盐腺直径的1.59和1.63倍。20 mM Ca~(2+)处理下,叶片整体的泌盐速率比5 mM Ca~(2+)处理显著增加,单个盐腺泌盐速率无显著差异。在0 mM Ca~(2+)处理下,叶片细胞质膜透性显著升高,使离子大量渗漏,叶片整体的Na~+流失速率增加。这些结果表明Ca~(2+)浓度的增加显著促进了二色补血草叶片盐腺的发育和泌盐速率,单片叶泌盐速率的增强与单个盐腺的泌盐速率和盐腺数目的增加有关,单个盐腺的泌盐速率与盐腺的直径大小有一定关系。 本研究的主要创新点: 1首次利用扫描离子选择电极技术对二色补血草的单个盐腺的泌盐速率直接进行实时的测定; 2发现H~+-ATPase、Na~+: K~+: Cl~-共转运体和Na~+/H~+逆向转运蛋白可能在盐腺的泌盐过程中协同起作用以及盐腺细胞中可能存在Na~+/K~+-ATPase并在泌盐过程中发挥作用;正是盐腺分泌细胞质膜Na~+/H~+逆向转运蛋白、Na~+: K~+: Cl~-共转运体和Na~+/K~+ -ATPase的共同作用导致盐腺Na~+的分泌速率高于K~+; 3发现二色补血草盐腺周围的表皮细胞是一类具有一定分泌能力的特殊的表皮细胞; 4发现Ca~(2+)在二色补血草叶片盐腺泌盐过程中起重要作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘妍;王玉成;张大伟;杨传平;;二色补血草LbGRP基因的克隆及抗逆能力分析[J];遗传;2010年03期
2 张敏;唐旭利;李国强;;滨海湿地耐盐植物二色补血草化学成分研究[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2010年05期
3 程刚;;两种花对美丽的诠释[J];湖北招生考试;2010年10期
4 张敏;唐旭利;李国强;王长云;管华诗;;海洋药用生物系列HPLC化学指纹图谱研究Ⅰ——二色补血草HPLC化学指纹图谱研究[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2010年10期
5 张大伟;王玉成;杨传平;;二色补血草OEE2基因的克隆和表达[J];植物生理学通讯;2009年04期
6 刘玉艳;王辉;于凤鸣;李淑洁;;盐胁迫对二色补血草种子萌发的影响[J];生态学杂志;2009年09期
7 于德花;;二色补血草的耐盐性研究[J];武汉植物学研究;2009年05期
8 王斌;徐银峰;李国强;管华诗;;微波消解/ICP-MS法测定二色补血草中27种元素[J];光谱学与光谱分析;2009年11期
9 蒋丽丽;杨传平;徐晨曦;马辉;王玉成;;二色补血草液泡膜H~+-ATP酶C亚基(LbVHA-C)基因克隆和表达分析[J];植物生理学通讯;2009年12期
10 薛焱;王迎春;;盐生植物长叶红砂泌盐特性的研究[J];中国沙漠;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁烽;杨剑超;袁芳;王宝山;;一类与盐腺分泌功能有密切关系的特殊表皮细胞1[A];第九届全国植物结构与生殖生物学学术研讨会论文摘要集[C];2010年
2 杨传平;王玉成;高彩球;张大伟;;二色补血草GRP基因的抗逆分子机制研究[A];东北三省及内蒙古地区遗传学研究进展学术研讨会论文汇编[C];2009年
3 王玉成;杨传平;刘桂丰;;DREB基因的抗逆生理与分子机制研究[A];东北三省及内蒙古地区遗传学研究进展学术研讨会论文汇编[C];2009年
4 伊男;;中国卤虫胚胎发育基因Trh基因和APH-1基因的表达[A];“基因、进化与生理功能多样性”海内外学术研讨会暨中国生理学会第七届比较生理学学术会议论文摘要[C];2009年
5 李秀华;;野生花卉二色补血草引种利用研究[A];风景园林 人居环境 小康社会——中国风景园林学会第四次全国会员代表大会论文选集(上册)[C];2008年
6 班巧英;刘桂丰;王玉成;张大伟;蒋丽丽;;一个新的二色补血草金属硫蛋白基因LbMT2的克隆及其表达分析[A];第六届全国林木遗传育种大会论文集[C];2008年
7 黄文瑶;;创建节约型园林绿化——几种草本地被植物耐旱性研究[A];北京市“建设节约型园林绿化”论文集[C];2007年
8 王雁;邓旺华;缪崑;;NaCl胁迫对3种补血草细胞膜透性及渗透调节物质的影响[A];2007年中国园艺学会观赏园艺专业委员会年会论文集[C];2007年
9 董占源;;梭梭耐盐生物学特性研究[A];2006年中国植物逆境生理生态与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年
10 周俊山;史功伟;范海;;盐胁迫对二色补血草光合作用的影响[A];山东省植物生物学研究进展学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 丁烽;二色补血草叶片盐腺泌盐机理的研究[D];山东师范大学;2010年
2 刁桂萍;二色补血草LbGST基因的克隆与功能分析[D];东北林业大学;2010年
3 张涛;盐生和中生大豆属植物的结构比较研究[D];东北师范大学;2008年
4 张连茹;二色补血草水溶性多糖、多酚类和挥发性成分的研究[D];武汉大学;2004年
5 周三;野生大豆基础生理研究[D];山东师范大学;2002年
6 於丙军;一年生盐生野大豆BB52苗期耐盐机理的研究[D];南京农业大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 商宏艳;盐离子在海滨木槿体内运输与分配机制研究[D];山东师范大学;2010年
2 修丽丽;二色补血草几丁质酶基因chi31和chi32原核表达及重组酶分析[D];东北林业大学;2010年
3 张敏;滨海湿地药用植物二色补血草化学成分及HPLC化学指纹图谱研究[D];中国海洋大学;2010年
4 谷建;黄花补血草总黄酮提取工艺及生物活性研究[D];甘肃农业大学;2010年
5 刘永慧;NaCl胁迫下二色补血草光保护机制的研究[D];山东师范大学;2009年
6 谭春旭;松嫩草地獐毛群落分类与土壤因子分析[D];东北师范大学;2009年
7 班巧英;二色补血草LbDREB基因的克隆及功能分析[D];东北林业大学;2009年
8 王晓玲;补血草盐腺细胞特异性cDNA文库构建[D];山东师范大学;2009年
9 于德花;黄河三角洲滩涂耐盐植物筛选试种及生理指标分析[D];山东农业大学;2009年
10 刘雪飞;石竹亚纲(Caryophyllidae)10种植物花发育形态学研究[D];陕西师范大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 记者 荀晓晓;内蒙古克旗育成大面积二色补血草[N];中国花卉报;2008年
2 郑伟袁玮;大港 用科技改造盐碱地[N];天津日报;2007年
3 陈俊强;山东对野生花卉心里有底 [N];中国花卉报;2004年
4 杨永利   ;浅谈盐渍土对植物的影响[N];中国花卉报;2004年
5 邢湘臣;海洋动物淡化海水的本领[N];中国海洋报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978