擬南芥Ca2+-H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)體AtCAX1的功能解析.pdf

1、Ca2+/H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)體(CAX)是依賴于H+-ATPase或H+-PPase產(chǎn)生的跨膜質(zhì)子梯度動(dòng)力勢(shì)來(lái)協(xié)調(diào)運(yùn)輸并且再分配Ca2+等陽(yáng)離子的轉(zhuǎn)運(yùn)體。CAXs蛋白大多存在N端自抑制區(qū)，并對(duì)其調(diào)控陽(yáng)離子的運(yùn)輸和運(yùn)輸?shù)孜锏倪x擇有重要作用。本研究對(duì)擬南芥中Ca2+/H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)基因AtCAX1的相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)特性和轉(zhuǎn)運(yùn)離子的選擇性進(jìn)行研究。
　　1、首先，為了研究Ca2+和Ba2+對(duì)擬南芥生長(zhǎng)發(fā)育的作用，對(duì)野生型擬南芥進(jìn)行不同Ca2+和Ba2+

2、處理，觀察表型，結(jié)果顯示Ca2+處理后植物表現(xiàn)為隨著濃度的增加呈變好又變壞的趨勢(shì)，說(shuō)明Ca2+能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，但超過(guò)一定值會(huì)抑制植物生長(zhǎng)，而Ba2+處理的結(jié)果顯示根長(zhǎng)變化不明顯，但是地下部分鮮重增加，其原因?yàn)閭?cè)根發(fā)達(dá)。
　　2、其次，本研究對(duì)AtCAX1序列進(jìn)行分析，結(jié)果表明AtCAX1的氨基端序列及結(jié)構(gòu)與AtCAX3最相似，并且與AtCAX3、AtCAX4屬于CAX家族的I-A，是一個(gè)含有8個(gè)跨膜域的蛋白。采用Northern

3、 blot方法對(duì)AtCAX1的表達(dá)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)AtCAX1的表達(dá)受一些金屬離子的誘導(dǎo)，例如Ca2+、Ba2+和Na+。
　　3、為了研究N端對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響，構(gòu)建了AtCAX1全長(zhǎng)以及它的N端缺失108個(gè)堿基和C端分段缺失9、36、144個(gè)堿基的突變體（△N108AtCAX1、△C9AtCAX1、△C36AtCAX1和△C144AtCAX1）并轉(zhuǎn)到對(duì)Ca2+敏感的酵母菌株(k667)中，結(jié)果△N108AtCAX1在含Ca2+、B

4、a2+的培養(yǎng)基中能夠生長(zhǎng)。又采用了原子吸收方法測(cè)AtCAX1及缺失突變體酵母細(xì)胞中的Ba2+含量。結(jié)果顯示△N108AtCAX1酵母細(xì)胞體內(nèi)的Ba2+濃度比其他酵母突變體低，推測(cè)△N108AtCAX1對(duì)Ba2+可能有運(yùn)輸功能。
　　4、為了進(jìn)一步研究AtCAX1和Ca2+、Ba2+的關(guān)系，所以我們對(duì)購(gòu)買的AtCAX1的T-DNA插入突變體（atcax1-1:SALK_002897和atcax1-2:SALK_108310）進(jìn)行鑒定

5、，利用純合突變體與野生型在Ca2+、Ba2+等處理下進(jìn)行表型分析比較，發(fā)現(xiàn)突變體長(zhǎng)勢(shì)較野生型差，這也進(jìn)一步說(shuō)明AtCAX1可能與Ca2+、Ba2+的轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)。
　　綜上所述，這些結(jié)果表明定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的AtCAX1可能是轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2+和調(diào)節(jié)體內(nèi)Ca2+平衡的重要成員，并且N端缺失后提高了酵母對(duì)Ca2+和Ba2+的抗性，說(shuō)明N端對(duì)于AtCAX1轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2+和Ba2+具有重要作用，并且AtCAX1缺失后使擬南芥對(duì)Ca2+、Ba2+的敏感性