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胡杨耐受盐胁迫分子机制初步研究

【摘要】: 杨柳科杨属的胡杨(Populus euphratica Oliv)具有极强的耐受干旱和盐渍的能力。关于它耐受盐胁迫的生理特征有大量报道,而对其抗盐的分子机制鲜有报道。本文通过对胡杨PeSOS1(Populus euphratica Salt Overly Sensitive 1)基因的功能鉴定分析和表达特性研究,结合胡杨在盐处理下不同器官离子浓度变化的研究,对胡杨的耐受盐胁迫分子机制进行了探讨,结果如下: 将PeSOS1转入大肠杆菌突变体EP432(EcNhaA和EcNhaB均缺失)菌株,结果表明PeSOS1可显著恢复突变菌株对高盐的敏感性,与阴性对照相比,在200m mol/L NaCl胁迫下,转基因细菌中Na~+离子含量有所降低,K~+含量明显增加,K~+/Na~+增加较多。说明PeSOS1基因具有与大肠杆菌Na~*/H~+逆向转运蛋白基因相似的功能。 半定量RT-PCR分析结果表明,在200 mM NaCl处理下,PeSOS1的转录水平迅速增加,并且随着处理时间的增长而升高。使用制备的特异性PeSOS1抗体进行Western-blotting分析,表明PeSOS1蛋白在没有处理时有一定的微量表达,而用200 mM NaCl处理24h和48h的胡杨叶和根中,PeSOS1蛋白的表达量增加较多,而在茎中表达增加不明显。说明PeSOS1的表达受盐诱导,并且有一定的组织特异性。 为了确定PeSOS1蛋白在细胞内膜结构上的分布,提取胡杨的质膜和液泡膜,使用特异性PeSOS1抗体进行免疫杂交实验。结果表明在质膜微囊中能检测到PeSOS1蛋白分布,而在液泡膜微囊中检测不到。说明我们研究的胡杨Na~+/H~+逆向运转蛋白是一个定位于质膜的通道蛋白,这结果跟同源性分析的结果一致。 盐胁迫下胡杨根茎叶离子相对含量测定和PeSOS1在植株内的表达特异性分析表明,在更需要保证相对较低的Na~+离子含量和保持K~+/Na~+稳定的叶片和根中,PeSOS1的表达较多,说明其作为外排Na~+离子的重要蛋白在胡杨耐受盐胁迫分子机制中有重要作用。

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