鉀離子跨細(xì)胞膜吸收過程受銨影響的機(jī)理探討.pdf

1、鉀是植物細(xì)胞中含量最豐富的陽離子之一，對(duì)生物體具有重要的生理功能。銨離子與鉀離子的吸收之間存在拮抗作用，銨離子的存在抑制了鉀離子的吸收。然而，銨離子究竟通過何種機(jī)制抑制鉀離子的吸收，到目前為止還沒有明確的報(bào)道。 因此本試驗(yàn)采用水培方法對(duì)銨離子抑制作物幼苗吸收K+的機(jī)制進(jìn)行了研究，主要研究結(jié)果如下：1.NEM的濃度選擇0.2mmol/L時(shí)即可以抑制96％以上鉀載體系統(tǒng)對(duì)鉀離子運(yùn)輸?shù)哪芰Α?mmol/L的TEA比10mmol/L的T

2、EA對(duì)鉀離子通道的抑制效果更好。在5mmolK+/L濃度下，K+的跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)移過程仍有很大一部分是通過載體蛋白組成的高親和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)來完成的。NH4對(duì)鉀載體和鉀通道均有一定的抑制作用，但對(duì)各自的抑制程度在不同外源K+濃度下不同。在低鉀濃度下，NH4+對(duì)通道的抑制作用明顯高于載體，而隨著外源K+濃度的升高，NH4+對(duì)通道的抑制作用低于對(duì)載體的抑制作用。隨著K+濃度的增加，載體通道吸收的比例下降。當(dāng)兩種抑制劑同時(shí)加入時(shí)，小麥仍會(huì)通過其它轉(zhuǎn)移方

3、式來吸收K+，這種途徑很可能就是非選擇性離子通道。 2.隨饑餓時(shí)間延長，三種作物吸收速率變化趨勢不一樣。玉米呈上升趨勢，而小麥大豆呈下降趨勢。不同植物自身的饑餓誘導(dǎo)能力不同。饑餓時(shí)間(＜=8天時(shí))對(duì)三種作物根系的生長的負(fù)面影響不大，各個(gè)參數(shù)總的變化趨勢還是以上升為主，對(duì)三種作物根系的生長并沒有造成明顯傷害。 3.植物根細(xì)胞K+高親和系統(tǒng)在作用過程中所表現(xiàn)的K+吸收曲線仍可用簡單的Michaelich-Menten動(dòng)力學(xué)方

4、程加以描述。不同植物K+高親和系統(tǒng)的Vmax和Km值之間存在著明顯差異：其中Km值間的差異較小，在50％以內(nèi)，而Vmax值的差異很大，小麥高出大豆11倍以上。NH4+可能對(duì)不同植物根表細(xì)胞膜高親和系統(tǒng)K+載體蛋白基因表達(dá)有抑制作用，但不同植物受抑制的程度不一，NH4對(duì)豆科類植物高親和系統(tǒng)K+載體蛋白基因表達(dá)的抑制作用最大；對(duì)高親和系統(tǒng)而言，NH4+的存在對(duì)K+和載體蛋白之間的親和性雖有影響，但影響程度不大，由NH4+所導(dǎo)致的Km的降低率

5、均在10％以內(nèi)。 4.小麥的K+吸收動(dòng)力學(xué)參數(shù)受介質(zhì)pH的影響很小。不同pH條件下，銨離子減少小麥對(duì)鉀離子的吸收主要通過對(duì)鉀離子載體總量的影響而實(shí)現(xiàn)，而不是靠降低載體與鉀離子之間的親和性實(shí)現(xiàn)的。NH4+對(duì)K+的影響因介質(zhì)pH不同存在差異，pH6.5時(shí)NH4+對(duì)K+的影響要低于pH5.0。 5.溶液pH影響植物對(duì)鉀離子的吸收，但對(duì)大豆和小麥的影響不一樣。高pH有利于大豆對(duì)鉀離子的吸收，不利于小麥對(duì)鉀離子的吸收。植物吸收鉀離

6、子最終會(huì)引起溶液中氫離子濃度的增加。但鉀離子的吸收與氫離子的分泌量之比不是一個(gè)定值。它隨溶液pH變化而變化。大豆的該比值小于小麥。銨離子的存在可降低植物對(duì)鉀離子的吸收速率。對(duì)小麥來說，pH對(duì)銨離子減少鉀離子吸收的影響更為強(qiáng)烈。 6.不同供銨條件下，NH4+競爭小麥K+通道的絕對(duì)量，隨NH4+濃度的增加而增加。銨搶占鉀離子通道的量盡管隨著NH4+濃度的增加而增加，但與鉀吸收的絕對(duì)量減少之間并非數(shù)量對(duì)等關(guān)系。在有NH4+存在時(shí)，部分