2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、氣孔是植物與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換的“窗戶”,維系著植物三個最重要的生理活動過程--光合作用、呼吸作用和蒸騰作用。而植物正是通過控制氣孔運(yùn)動來維持體內(nèi)水分平衡和光合作用同化的CO2量等,從而適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境。氣孔運(yùn)動需要許多膜蛋白的參與,將多種離子泵出或泵進(jìn)細(xì)胞,改變細(xì)胞膨壓,導(dǎo)致氣孔關(guān)閉或打開,如Ca2+通道、K+通道、陰離子通道和H+-ATPase等。氣孔運(yùn)動看似簡單,卻蘊(yùn)含著復(fù)雜的調(diào)控機(jī)理,近年來,不同實驗室對“ABA促進(jìn)氣孔關(guān)閉

2、和光誘導(dǎo)氣孔開放”調(diào)控氣孔運(yùn)動做了大量研究,對氣孔運(yùn)動的調(diào)控過程有了較為深入的理解。
  生物膜系統(tǒng)之間大量的物質(zhì)和信息交流構(gòu)成了細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ),而物質(zhì)交流過程則是由囊泡運(yùn)輸介導(dǎo)完成的,三位科學(xué)家由于“細(xì)胞內(nèi)主要運(yùn)輸體系--囊泡運(yùn)輸調(diào)節(jié)機(jī)制的發(fā)現(xiàn)”而分享了2013年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。研究發(fā)現(xiàn):RAB蛋白家族和ARF蛋白家族這兩類小G蛋白參與調(diào)控了囊泡運(yùn)輸,DN形式的小G蛋白被鎖定在持續(xù)非活化狀態(tài),不能與下游的效應(yīng)蛋白結(jié)合發(fā)

3、揮功能,從而阻斷特定的囊泡運(yùn)輸途徑。此外,一些化學(xué)藥劑也能夠阻斷囊泡運(yùn)輸途徑,如BFA和Wortminnin等。
  而囊泡運(yùn)輸在氣孔運(yùn)動中發(fā)揮著怎樣的功能,鮮有報道,從囊泡運(yùn)輸?shù)慕嵌葋斫沂練饪走\(yùn)動中膜上離子通道的動態(tài)變化過程,能夠為研究氣孔運(yùn)動的調(diào)控機(jī)制開辟一個嶄新的視角。本研究使用遺傳干擾的手段和藥劑細(xì)胞學(xué)的方法,分別在保衛(wèi)細(xì)胞中阻斷ARF1介導(dǎo)的從高爾基外排的囊泡運(yùn)輸途徑和RAB5介導(dǎo)的液泡降解途徑,并利用化學(xué)藥劑也分別阻斷

4、上述兩條途徑,來研究囊泡運(yùn)輸在氣孔運(yùn)動中的功能;并檢測氣孔運(yùn)動中的一個關(guān)鍵膜蛋白AHA1,是否受這兩條囊泡運(yùn)輸途徑的調(diào)控。研究結(jié)果和結(jié)論如下:
  (1)ARF1介導(dǎo)的從高爾基外排的囊泡運(yùn)輸途徑在氣孔運(yùn)動中發(fā)揮重要功能。使用保衛(wèi)細(xì)胞特異性啟動子,在保衛(wèi)細(xì)胞中過表達(dá)ARF1-DN,阻斷ARF1介導(dǎo)的囊泡運(yùn)輸途徑,導(dǎo)致植物矮小,不能正常生長;氣孔異常,幾乎一直處于關(guān)閉狀態(tài),不能響應(yīng)光刺激,說明ARF1介導(dǎo)的囊泡運(yùn)輸途徑參與調(diào)控了氣孔運(yùn)

5、動,并發(fā)揮重要功能。
  (2)RAB5介導(dǎo)的液泡降解途徑不直接參與氣孔運(yùn)動。使用保衛(wèi)細(xì)胞特異性啟動子,在保衛(wèi)細(xì)胞中過表達(dá)RAB5-DN,阻斷RAB5介導(dǎo)的液泡降解途徑,與野生型相比,植物生長未受到影響,失水率也沒有差異;氣孔開度偏小,但能夠正常地響應(yīng)ABA和光刺激,說明RAB5介導(dǎo)的液泡降解途徑不直接參與氣孔響應(yīng)環(huán)境的運(yùn)動過程。
  (3)在氣孔響應(yīng)光刺激的過程中,AHA1在ARF1-DN的背景下,熒光密度明顯小于野生型,

6、大約是野生型的一半;而AHA1在RAB5-DN的背景下,熒光密度與野生型持平。說明ARF1介導(dǎo)的從高爾基外排的囊泡運(yùn)輸途徑,參與了AHA1的運(yùn)輸,而RAB5介導(dǎo)的液泡降解途徑,并沒有參與AHA1的運(yùn)輸。
  (4)用藥劑細(xì)胞學(xué)方法分析了AHA1的囊泡運(yùn)輸途徑。AHA1對囊泡運(yùn)輸抑制劑BFA和WM是敏感的,而且從質(zhì)膜上內(nèi)吞下來的AHA1經(jīng)TGN/EE到液泡去降解;在氣孔響應(yīng)光刺激的過程中,BFA敏感的囊泡運(yùn)輸途徑參與了AHA1的運(yùn)輸

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