保衛(wèi)細胞異一聚體G蛋白和質(zhì)膜質(zhì)子泵在eATP促進擬南芥氣孔開放過程中的作用.pdf

1、氣孔是植物與外界環(huán)境進行氣體交換和水分代謝的通道,每個氣孔均由一對保衛(wèi)細胞組成。隨著離子流動的變化和許多特異的滲透調(diào)節(jié)因子的調(diào)節(jié),保衛(wèi)細胞通過開關氣孔完成植物與環(huán)境的水分及氣體交換、響應外界環(huán)境變化、感受生物及非生物脅迫,使植物盡量迅速適應外界環(huán)境正常生存下去。在植物中異三聚體G蛋白介導的信號級聯(lián)反應是重要的信號轉(zhuǎn)導機制,擬南芥中目前僅有一個典型的G蛋白a亞基,GPAl,它參與水分代謝的調(diào)節(jié)、ABA調(diào)節(jié)的保衛(wèi)細胞運動等許多信號轉(zhuǎn)導通路。

2、保衛(wèi)細胞是在體內(nèi)研究H+-ATPase活性及信號轉(zhuǎn)導通路的理想系統(tǒng),可以在生理學條件下研究H+-ATPase及相關調(diào)節(jié)元件的調(diào)節(jié)機制。目前已經(jīng)證實H+-ATPase參與ABA誘導氣孔運動過程、藍光誘導氣孔開放、植物與病原菌互作等多種進程。本實驗室前期的試驗結果表明,異三聚體G蛋白a亞基參與Eatp在光照條件下促進氣孔開放、胞內(nèi)Ca2+濃度的升高、ROS的產(chǎn)生以及H+離子流速上升等進程,而異三聚體G蛋白β、丫亞基不參與這些進程。
　

3、　本研究采用擬南芥生態(tài)型ws、col-O及異三聚體G蛋白a亞基的功能缺失突變體gpa1-1、gpa1-2,過表達株系wGa、cGa,還有在擬南芥保衛(wèi)細胞中大量表達的H+-ATPase AHAI、AHA2、AHA5功能缺失突變體保衛(wèi)細胞為材料,觀察野生型與突變體在ATP處理前后氣孔開度變化的差異,判斷異三聚體G蛋白a亞基與H+-ATPase是否參與Eatp誘導的氣孔開放。結果顯示,異三聚體G蛋白a亞基的功能缺失突變體及AHAI、AHA2、

4、AHA5功能缺失突變體對ATP反應不明顯,而ws、col-o及過表達株系的氣孔開度則在加入ATP后明顯增大。這說明,異三聚體G蛋白a亞基與H+-ATPase很有可能參與了Eatp誘導的氣孔開放過程。為探究ATP引起的質(zhì)子外流是否由H+-ATPase介導,我們使用非損傷微測技術對在擬南芥保衛(wèi)細胞中大量表達的H+-ATPaseAHAI、AHA2、AHA5功能缺失突變體及col-O加入ATP后保衛(wèi)細胞質(zhì)膜H+流速進行了測定。結果表明,AHAI