论文部分内容阅读
植物液泡型H+-ATPase(V-ATPase)是一类特殊的膜转运结合蛋白,其利用水解ATP产生的能量将质子泵入细胞区室内,通过调节细胞和细胞器的pH值,产生跨膜质子电化学势梯度,从而驱动离子与代谢物质的转运、调节细胞膨压、生长以及气孔的开闭。同时,V-ATPase在植物处于干旱、盐碱、低温等非生物胁迫条件下,起到重要而积极的作用,但有关其机制尚不清楚。拟南芥V-ATPase由13个亚基组成,包括V0和V1两个结构域。c亚基是V0域的重要组成部分之一,现已明确由五个同源基因编码,以6拷贝的形式组成V-ATPase离子进出的通道,是植物响应逆境胁迫中最为敏感的亚基。研究拟南芥V-ATPase c亚基基因功能特别是其在植物抗非生物胁迫中的作用机理,具有重大的理论意义和实践价值。本文建立了VHA-c基因功能的RT-PCR鉴定体系,详尽研究了水分胁迫、盐胁迫、外源植物激素(IAA、GA、SA、MeJA、ABA、ACC等)对VHA-c基因的表达调节。结果如下:1.利用vectorNTI和plantcare软件对拟南芥VHA-c基因家族5个同源基因的基因序列、基因编码序列、3ˊ-UTR序列及编码氨基酸序列进行了生物信息学分析。证实了其基因编码序列具有高度的序列同源性,并且编码多肽非常保守,同源性达到97%以上。而VHA-c基因序列和3ˊ-UTR序列的同源性较低,这可能是植物适应逆境环境的重要机制之一。2.建立了拟南芥VHA-c基因功能的RT-PCR鉴定体系,证实了VHA-c基因对外源激素、高盐及水分胁迫的响应。在逆境和外源激素作用下,VHA-c基因的表达水平明显提高,且多在处理的12小时内达到最大。外源激素IAA、GA3、SA、MeJA、ABA、ACC对VHA-c基因的表达调节,推测VHA-c基因参与逆境信号转导,并在植物的生命过程以及植物遭受机械伤害、病原菌侵染等逆境胁迫中起作用。VHA-c基因对水分胁迫和盐胁迫的响应,说明拟南芥VHA-c亚基基因参与了植物抗非生物胁迫过程。3.VHA-c4和VHA-c5基因对IAA、GA3、SA、MeJA、ABA、ACC、渗透胁迫以及高盐胁迫均有响应,而且VHA-c4和VHA-c5基因的表达量受GA3、SA、MeJA、渗透胁迫以及高盐胁迫强烈诱导,推测VHA-c4和VHA-c5基因在植物响应逆境胁迫中起主要作用。