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胞外ATP、H2O2、Ca^2+与NO调控木榄根系离子平衡机理研究
  • ISSN号:1000-1522
  • 期刊名称:《北京林业大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:S718.43[农业科学—林学]
  • 作者机构:[1]北京林业大学生物科学与技术学院, [2]海南师范大学生命科学学院
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(31270654、31160150)、教育部科学技术研究(科学技术类)项目(113013A)、人事部留学人员科技活动项目择优资助经费、高等学校学科创新引智计划(111Project,B13007)、教育部创新团队发展计划项目(IRT13047).
中文摘要:

运用非损伤微测技术(NMT),研究了短期盐胁迫下胞外ATP(eATP)、H2O2、Ca^2+与NO对非泌盐红树木榄根系K^+/Na^+平衡的调控作用。NaCl(100mmol/L,24h)与等渗甘露醇处理的实验表明,木榄根尖对盐胁迫的响应具有高度的离子特异性。盐胁迫增强了木榄根尖的Na^+外流,但Na^+外流被Na^+/H^+逆向转运蛋白抑制剂Amiloride和质膜H^+-ATPase抑制剂Vanadate抑制,表明Na^+外流源于根尖表皮细胞质膜Na^+/H^+逆向转运系统驱动的Na^+外排。短期盐胁迫处理能诱导木榄根尖K^+外流,但被氯化四乙胺(TEA,外向K^+通道抑制剂)明显抑制,证明K^+外流是由激活的去极化外向型离子通道KORCs介导。胞外ATP(300μmol/L)、H2O2(10mmol/L)、Ca^2+(10mmol/L)与SNP(NO供体,100μmol/L)均能增加短期盐胁迫下的Na^+外流,同时抑制K^+外流。其中,促进Na^+外流效果较强的是H2O2和Ca^2+,而Ca^2+和NO抑制K^+外流的效果突出。这些实验结果表明,胞外ATP、H2O2、Ca^2+与NO这4种盐胁迫信使是通过上调木榄根系细胞质膜Na^+/H^+逆向转运体系(Na^+/H^+逆向转运体和H^+泵)活性,在促进Na^+和H^+逆向跨膜转运的同时,抑制去极化激活的K^+离子通道来减少盐诱导的K^+外流。

英文摘要:

Using the noninvasive microtest technique (NMT) , the effects of extracellular ATP (eATP) , hydrogen peroxide (H2O2) , calcium (Ca^2+ ) and nitric oxide (NO) on root K^+/Na^+ homeostasis were investigated in a nonsecretor mangrove species Bruguiera gymnorrhiza under short-term (ST, 24 hours) salt stress ( 100 mmol/L NaCl). The experiments of NaCl and Mannitol in B. gymnorrhiza roots indicated that there were mainly high ionspecific effects on NaCl-induced ion fluxes in roots. Salt stress resulted in an increased Na^+ efflux along the root axis of B. gymnorrhiza. However, the salt-enhanced Na^+ efflux was inhibited by amiloride, a Na ^+/H ^+ antiporter inhibitor or sodium orthovanadate, a plasma membrane (PM) H^+-ATPase inhibitor obviously, suggesting that the Na^+ efflux was resulted from active Na^+ exclusion. NaCl treatment caused an evident K^+ efflux in B. gymnorrhiza, but it was significantly restricted by the K ^+ channel blocker, TEA, suggesting that the K ^+ efflux was mediated by K^+ permeable channels. Exogenously applied eATP (300 μmol/L) , H2O2 (10 mmol/L), Ca^2+(10 mmol/L) , or SNP (NO donor, 100 μmol/L) enhanced the salt-elicited Na^+ efflux but reduced K^+ efflux under ST treatment. Under salt stress, H202 and Ca^2+ showed of K^+ efflux was more pronounced by Ca^2+ or NO a capacity to exclude Na^+ , while the inhibition application. In conclusion, our data revealed that eATP, H202, Ca^2+ , and NO upward regulated Na^+/H^+ antiporter and H ^+ pump, an activity of Na^+/ H ^+ antiport system, which compelled the Na^+/H ^+ exchange across the plasma membrane and restricted the K ^+ loss via depolarization-activated K ^+ channels simultaneously.

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期刊信息
  • 《北京林业大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:北京林业大学
  • 主编:尹伟伦
  • 地址:北京市海淀区清华东路35号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:bldxeb@bjfu.edu.cn
  • 电话:010-62337673
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1522
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1932/S
  • 邮发代号:82-304
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,美国剑桥科学文摘,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30004