小麥根部質(zhì)膜及其液泡的Na+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)體在抗鹽中的作用

小麥根部質(zhì)膜及其液泡的Na+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)體在抗鹽中的作用     

   胞質(zhì)Na⁺/K⁺比在植物抗鹽過程中十分重要，甜土植物（如小麥）可以通過提高根部的Na⁺外排等防止胞質(zhì)Na⁺/K⁺比過高。Na⁺外排是一個(gè)耗能的過程，質(zhì)膜上的Na⁺/H⁺轉(zhuǎn)運(yùn)體被認(rèn)為是一個(gè)主動外排系統(tǒng)，可將Na⁺轉(zhuǎn)運(yùn)出植物細(xì)胞。盡管這個(gè)主動外排系統(tǒng)在耐鹽性中意義重大，但目前在量化評價(jià)其活性以及活性與耐鹽程度之間的關(guān)系仍知之甚少，而且缺乏對任意植物品種的Na⁺/H⁺轉(zhuǎn)運(yùn)體活性進(jìn)行快速、便捷進(jìn)行量化評估的方法。

   2011年3月，澳大利亞的研究人員通過非損傷微測技術(shù)（MIFE）、激光共聚焦、掃描電鏡技術(shù)等研究了不同品種的小麥根部鈉離子流及內(nèi)部鈉離子濃度。研究發(fā)現(xiàn)，小麥根部細(xì)胞的鈉離子主動外排受SOS1基因家族調(diào)控，且由質(zhì)膜質(zhì)子泵提供能量。耐鹽小麥品種Kharchia 65的外排活性最高，激光共聚焦結(jié)果顯示Kharchia 65能夠更多地將Na⁺區(qū)隔進(jìn)液泡。這些結(jié)果與該品種中較高的SOS1（質(zhì)膜上的Na⁺/H⁺轉(zhuǎn)運(yùn)體）和NHX1（液泡膜上的Na⁺/H⁺轉(zhuǎn)運(yùn)體）表達(dá)水平相一致。在鹽敏感品種小麥中，大量的Na⁺定位在根細(xì)胞胞質(zhì)中，這就破壞了細(xì)胞的Na⁺/K⁺平衡。

   上述結(jié)果表明了小麥中Na⁺分布與耐鹽性之間的關(guān)系，說明了胞質(zhì)Na⁺外排在小麥耐鹽性中的重要作用，并提出了一種量化衡量轉(zhuǎn)運(yùn)體在耐鹽性中貢獻(xiàn)能力的便捷方法。