盐腺是泌盐植物特有的一种结构,盐渍生境中,植物可以通过叶片或者茎部的盐腺将体内的盐分外排至外界环境中,维持植株正常的生理过程。因此,盐腺泌盐对植物适应逆境有重要意义。泌盐型超旱生植物红砂(Reaumuria soongorica)在盐渍生境中可以通过盐腺泌盐维持体内较低的Na~+水平,避免Na~+毒害,提高植株的抗逆性,但目前对盐腺的泌盐机制还不清楚。高等植物质膜和液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白分别介导细胞Na~+外排以及Na~+在液泡中的区域化,从而减轻过量Na~+对细胞质的毒害。然而,上述蛋白是否参与了泌盐植物盐腺的泌盐过程还未可知。鉴于此,本研究以红砂为实验材料,采用非损伤微测技术(NMT)分析盐或渗透胁迫处理下红砂盐腺的实时泌盐动态,在此基础上通过RT-PCR方法克隆红砂质膜和液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白编码基因,并用实时定量PCR的方法分析上述基因在红砂响应盐和渗透胁迫过程中的表达模式,主要结果如下:(1)红砂叶片表皮细胞间有很多细胞质浓稠的盐腺,深陷于表皮细胞间。红砂具有很强的耐盐性,其盐腺可以将大量的Na~+分泌出来,缓解Na~+毒害,提高其渗透调节能力,从而维持植株在高盐下的正常生长。(2)盐和渗透胁迫下均能显著诱导红砂盐腺Na~+外排和H~+内流,而H~+-ATPase抑制剂正钒酸钠处理可显著降低盐腺Na~+外排及H~+内流速率,证实红砂泌盐过程存在主动的Na~+和H~+交换。(3)RsSOS1编码1144个氨基酸,与已报道的其它植物SOS1具有较高的同源性(64%以上),具有环核苷酸、Crp以及b cap1等保守结构域,属于Na~+/H~+转运蛋白家族。与RsSOS1主要在地上部表达,受盐胁迫(50和200 mmol·L-1 NaCl)和渗透胁迫(-0.5和-1.0 MPa)处理的显著诱导。说明RsSOS1可能参与红砂盐腺分泌细胞对Na~+的外排过程,在盐渍环境中,其表达丰度快速上调,促进盐腺对Na~+的分泌。(4)RsNHX1部分片段编码312个氨基酸,与其它植物NHX1的同源性在77%以上。RsNHX1主要地上部表达,受盐胁迫(50和200 mmol·L-1 NaCl)和渗透胁迫(-0.5和-1.0 MPa)处理的显著诱导。推测RsNHX1可能介导红砂盐腺收集细胞Na~+向液泡中的区域化,在盐渍环境中,其表达丰度快速上调,促进Na~+向盐腺的积累。综上所述,红砂具有很强的抗逆性,其盐腺泌盐过程存在主动的Na~+、H~+交换。RsSOS1和RsNHX1在红砂响应盐和渗透胁迫的泌盐过程中起着重要作用。