全 文 ：核 农 学 报摇 圆园员缘袁圆怨渊苑冤院员猿远远 耀 员猿苑猿
允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员源鄄园愿鄄圆愿摇 接受日期院圆园员缘鄄园员鄄员猿
基金项目院国家自然科学基金渊员园怨苑缘员园猿袁 圆员猿苑员员圆源袁 怨员员圆远园员猿冤袁国家自然科学基金国家基础科学人才培养基金渊允员圆员园园园源冤
作者简介院宋波袁男袁主要从事同位素在生命科学领域的应用研究遥 耘鄄皂葬蚤造院 遭燥遭燥赃愿怨愿苑岳 员远猿援 糟燥皂
通讯作者院杨远友袁男袁研究员袁主要从事放射药物化学尧同位素技术及环境应用化学研究遥 耘鄄皂葬蚤造院 赠葬灶早赠赠岳 泽糟怎援 藻凿怎援 糟灶
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员缘冤园苑鄄员猿远远鄄园愿
利用源缘悦葬探究 月灶栽砸员基因对油菜 悦葬圆 垣 吸收的影响
宋摇 波摇 杨远友摇 廖家莉摇 杨吉军摇 唐摇 军摇 刘摇 宁
渊四川大学原子核科学技术研究所袁四川 成都摇 远员园园远源冤
摘摇 要院为探索钙离子与油菜胁迫响应机制的关系袁利用源缘 悦葬 放射性示踪剂研究基因 月灶栽砸员渊月则葬泽泽蚤糟葬
灶葬责怎泽 栽澡藻则皂葬造 砸藻泽蚤泽贼葬灶贼 早藻灶藻 员冤对油菜钙吸收的影响遥 试验分析了从 月灶栽砸员 转基因油菜和野生型油菜
中提取出来的原生质体对钙离子的吸收袁比较其差异遥 结果表明袁当胞外钙离子浓度低于 园郾 怨皂皂燥造窑蕴 原员
时袁转基因型原生质体比野生型原生质体吸收更多的钙离子曰当外界钙离子浓度高于 员皂皂燥造窑蕴 原员时袁转
基因型原生质体却比野生型原生质体吸收的钙离子更少曰当胞外钙离子浓度大于 猿园皂皂燥造窑蕴 原员时袁转基
因型原生质体吸收的钙离子大大低于野生型原生质体的吸收量曰当加入钙离子通道阻塞剂氯化镧且其
浓度从 缘滋皂燥造窑蕴 原员上升到 圆园滋皂燥造窑蕴 原员时袁转基因型原生质体会出现钙离子吸收峰值遥 综上袁月灶栽砸员 基
因通过对细胞膜上钙离子通道更为灵敏和有效的调控袁可以提高油菜对钙离子胁迫的耐受性遥 研究结
果对研究 月灶栽砸员 基因的作用机制袁以及其对油菜耐胁迫能力的影响提供了新的方向遥
关键词院月灶栽砸员曰源缘悦葬曰同位素示踪曰原生质体曰油菜
阅韵陨院员园郾 员员愿远怨 辕 躁援 蚤泽泽灶援 员园园鄄愿缘缘员郾 圆园员缘郾 园苑援 员猿远远
摇 摇 植物在自然环境中时常受到诸如低温尧干旱尧盐胁
迫尧热胁迫以及疾病等不利条件的威胁咱员 原 圆暂 袁会引起一
系列植物形态解剖尧生理和生物化学方面的改变袁常影
响植物的生长发育袁并导致作物减产咱猿 原 源暂 遥 植物对这
些胁迫的响应包括许多作用机制袁例如增强胁迫诱导
基因的表达和胁迫相关蛋白的积累袁而这些机制都直
接或者间接地与钙离子通道有关咱缘 原 苑暂 遥
作为植物细胞内的第二信使袁从感知环境胁迫信
号到下游基因表达袁钙离子都在其中发挥了关键作
用咱愿 原 员园暂 遥 在一般条件下袁植物细胞内的钙离子含量会
保持在一个较低水平咱员员暂 曰然而袁诸如光线尧生物和非生
物胁迫以及激素等一大批信号可以提高胞内钙离子浓
度咱员圆 原 员源暂 遥 基于细胞层面的研究已经表明袁钙离子信号
通过开启的离子通道从电势高的一侧流向电势低的一
侧而形成咱员缘 原 员苑暂 遥 这样一种胞内钙离子浓度的升高被
认为是野第二信使冶遥 它可以承载特定的生物信息袁并
且可以被感受器特异性地识别和解码袁以及将信号传
递到下游的反应过程当中袁例如基因表达和对磷酸化
级联反应的调节咱员愿暂 遥 对胞内钙离子浓度的精确时空
调控袁是细胞和植物整体功能和对环境胁迫响应的关
键咱员怨 原 圆园暂 遥
由于胞内钙离子浓度很低袁通过一般生化手段
难以精确测量遥 而半衰期 员远猿郾 缘凿袁衰变放出低能 茁
射线的放射性核素源缘 悦葬袁拥有与稳定钙离子相同的
化学和生物特性袁并且能够简便地通过液体闪烁计
数器精确测量 咱圆员 原 圆圆暂 遥 因此运用源缘 悦葬 作为放射性示
踪剂来精确测量胞内痕量钙离子是一种精确可行
的方法 咱圆猿暂 遥
研究表明 月灶栽砸员 是目前世界上唯一只通过单一
基因表达就可以提高植物耐热性的基因袁但 月灶栽砸员 提
高植物耐热性的作用机制尚不清楚遥 高温会导致细胞
膜流动性的改变咱圆源暂 袁以及激活一些未知的钙离子通
道袁进而导致钙离子流的产生咱圆缘暂 遥 为了证明 月灶栽砸员
耐热作用机制与钙离子吸收和含量的变化的关系袁本
试验运用源缘悦葬 同位素示踪技术来测定 月灶栽砸员 转基因
型油菜原生质体和野生型油菜原生质体对钙离子的吸
收差异遥
远远猿员
摇 苑 期 利用源缘悦葬探究 月灶栽砸员 基因对油菜 悦葬圆 垣吸收的影响
员摇 材料与方法
员郾 员摇 材料和仪器
月灶栽砸员 转基因型油菜 在远 缘源 原 怨尧在远 猿 原 圆袁野生型
油菜 悦运袁由四川大学生命科学学院植物遗传实验室提
供遥 圆 种转基因油菜中的 月灶栽砸员 基因已经过一系列测
试确定表达成功咱圆源暂 袁只是导入 月灶栽砸员 基因的位点不
同遥 为了排除导入基因位点不同对结果的影响袁故选
用 圆 种转基因油菜作为试验材料遥 离析酶 皂葬糟藻则燥扎赠皂藻
砸 原员园 和纤维素酶 糟藻造造怎造燥泽藻 砸 原 员园袁日本 再葬噪怎造贼 公司曰
圆 原 吗啉乙磺酸 渊 圆 原 皂燥则责澡燥造蚤灶燥藻贼澡葬灶藻泽怎造枣燥灶蚤糟 葬糟蚤凿袁
酝耘杂冤袁美国 粤酝砸耘杂悦韵 公司曰牛血清蛋白 渊 月燥增蚤灶藻
泽藻则怎皂 葬造遭怎皂蚤灶袁 月杂粤冤袁氯化镧袁甘露醇和荧光素酶
渊云造怎燥则藻泽糟藻蚤灶 凿蚤葬糟藻贼葬贼藻袁 云阅粤冤袁美国 杂蚤早皂葬 公司曰源缘 悦葬
渊员皂蕴袁 员愿缘酝月择冤袁氯化钙水溶液袁美国 孕藻则噪蚤灶耘造皂藻则 公
司曰乙二胺四乙酸渊 耘贼澡赠造藻灶藻 凿蚤葬皂蚤灶藻 贼藻贼则葬葬糟藻贼蚤糟 葬糟蚤凿袁
耘阅栽粤冤袁氯化钙袁天津国营第一化学试剂厂曰其余化学
试剂均为分析纯或光谱纯袁成都临江化工厂遥
蕴藻蚤糟葬 阅酝砸荧光生物显微镜渊美国 云耘陨 公司冤曰载匀
原远怨圆缘 型液体闪烁计数器渊西安核仪器厂冤曰月藻糟噪皂葬灶
粤造造藻早则葬栽酝载 原圆圆 离心机渊美国 月藻糟噪皂葬灶 公司冤曰再载匝鄄蕴杂
原 缘园缘 立式压力灭菌器渊上海博讯事业有限公司医疗
设备厂冤曰匀宰再 原 员园园月 小容量恒温培养摇床渊上海智
诚分析仪器制造有限公司冤曰血球计数板渊盐城市恒泰
玻璃仪器厂冤遥
员郾 圆摇 试验方法
员郾 圆郾 员摇 原生质体的提取和培养 摇 将野生型油菜 悦运
和转基因型油菜 在远 缘源 原 怨尧在远 猿 原 圆 的种子种植在培
养室土壤中袁在温度 圆圆益尧光照 辕黑暗院员远 澡 辕 愿 澡袁相对
湿度 缘园豫 耀苑园豫条件下培育 缘缘凿遥
摘取生长良好的油菜叶片袁切去叶边和叶脉袁然后
将叶片切成 园郾 缘 皂皂 宽的细丝袁放入配制好的酶液
渊员豫 纤维素酶 糟藻造造怎造燥泽藻 砸 原 员园袁 园郾 圆豫 离析酶
皂葬糟藻则燥扎赠皂藻 砸 原 员园袁园郾 源 皂燥造窑蕴 原员甘露醇袁圆园 皂皂燥造窑蕴 原员
氯化钾袁圆园 皂皂燥造窑蕴 原员 圆 原吗啉乙磺酸袁员园 皂皂燥造窑蕴 原员氯
化钙袁员豫 牛血清蛋白冤中袁在温度 圆缘益袁摇床转速 缘源 则
窑皂蚤灶 原员袁黑暗条件下酶解 缘澡遥 酶解完成后用 员园园 目尼
龙网过滤酶液袁滤液在离心力渊砸悦云冤员 园源猿 则窑皂蚤灶 原员条
件下离心 猿 皂蚤灶遥 然后移去上清液袁用含 员园园 皂皂燥造窑
蕴 原员乙二胺四乙酸的 宰陨液咱圆远暂 渊园郾 缘 皂燥造窑蕴 原员甘露醇袁圆园
皂皂燥造窑蕴 原员氯化钾袁源 皂皂燥造窑蕴 原员 圆 原吗啉乙磺酸冤清洗沉
淀并重悬袁继续离心袁重复 猿 次遥 由于过多的死细胞会
导致最后测量结果的较大误差袁因此需要检验原生质
体的成活率遥 取一部分原生质体溶液与荧光素酶溶液
混合袁在荧光显微镜下观察活细胞数量和比例袁只有当
细胞成活率高于 怨园豫时袁才可以继续进行下一步试
验遥
取 源滋蕴 悦葬加入含钙离子浓度梯度渊园郾 员尧园郾 猿尧园郾 缘尧
园郾 苑尧园郾 怨尧员尧猿尧缘尧苑尧怨尧员园尧猿园尧缘园尧苑园尧怨园滋蕴冤的 员郾 缘 皂蕴
宰陨液中作为示踪剂袁混匀后取 圆园滋蕴于 耘孕管中备用袁
然后将 员郾 缘 皂蕴 宰陨液加入原生质体溶液中遥 混合好的
溶液在温度 圆缘益尧摇床转速 缘源 则窑皂蚤灶 原员条件下于黑暗
中培养 员圆 澡遥 钙离子浓度梯度是根据自然条件下胞外
钙离子浓度咱圆苑 原 圆愿暂 袁以及油菜原生质体对钙离子的最
大耐受浓度渊表 员冤确定遥
表 员摇 不同钙离子浓度下原生质体成活率
栽葬遭造藻 员摇 栽澡藻 泽怎则增蚤增葬造 则葬贼藻 燥枣 责则燥贼燥责造葬泽贼泽 糟怎造贼怎则藻凿
憎蚤贼澡 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 悦葬圆 垣 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶 辕 豫
基因型
郧藻灶燥贼赠责藻泽
钙离子浓度 悦葬圆 垣 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶 辕 渊皂皂燥造窑蕴 原员 冤
缘园 远园 苑园 愿园 怨园 员园园
悦运 怨员 愿远 愿怨 愿源 愿员 苑苑
在远 猿 原 圆 怨园 怨圆 愿苑 愿远 愿圆 苑缘
在远 缘源 原 怨 怨源 怨员 愿远 愿苑 愿园 苑苑
摇 摇 注院在远 猿 原 圆袁 在远 缘源 原 怨 为 月灶栽砸员 转基因型油菜袁悦运为野生型油菜袁
其原生质体均培养在含梯度浓度钙的 宰陨 培养液中遥 培养条件为温度
圆缘益袁黑暗中 员圆澡遥 下同遥
晕燥贼藻院 在远 猿 原 圆袁 在远 缘源 原 怨 葬则藻 月灶栽砸员 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 则葬责藻泽袁 悦运 蚤泽 贼澡藻 灶燥灶鄄
贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 则葬责藻泽援 粤造造 贼澡藻 责则燥贼燥责造葬泽贼泽 糟怎造贼怎则藻凿 蚤灶 宰陨 糟怎造贼怎则藻 枣造怎蚤凿 憎蚤贼澡
凿蚤枣枣藻则藻灶贼 糟葬造糟蚤怎皂 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶援 栽澡藻 糟怎造贼怎则藻 糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶泽 憎藻则藻 葬贼 圆缘益 蚤灶 凿葬则噪
枣燥则 员圆 澡燥怎则泽援 栽澡藻 泽葬皂藻 葬泽 枣燥造造燥憎蚤灶早援
摇 摇 培养过后袁再次检测原生质体成活率遥 只有当成
活率高于 愿园豫时袁后续试验才可继续进行遥 将培养液
按照先前的方法离心并洗涤 猿 次袁然后用 员郾 缘 皂蕴 不
含源缘悦葬的 宰陨液重悬原生质体遥 接着取该溶液 园郾 员 皂蕴
于 圆 皂蕴 耘孕管中备用遥 最后在显微镜下用血球计数板
对剩余的原生质体溶液进行计数渊活细胞数量记为
杂冤遥 计数完毕后袁再次离心该溶液袁取 园郾 员 皂蕴 上清液
于 耘孕管中备用遥 然后把 园郾 员 皂蕴 浓硝酸渊员源郾 源 耀 员缘郾 圆
皂燥造窑蕴 原员冤加入到先前提取的 园郾 员 皂蕴 原生质体和 园郾 员
皂蕴上清液中袁在温度 愿园益下消解 圆澡遥 待消解完全后袁
将溶液移入 员园 皂蕴 液体闪烁液渊圆袁缘 原 二苯基噁唑
缘译袁萘 远豫 袁乙二醇乙醚 猿园豫 袁甲苯 苑园豫 冤中遥 采用
耘杂悦砸淬火修正方法在液体闪烁计数器上测量咱圆怨暂 渊该
放射性体系的计数效率大于 怨园豫 冤遥
苑远猿员
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
员郾 圆郾 圆摇 放射性测量和钙含量计算摇 原生质体钙离子
吸收量渊匝袁 员郾 园灶皂燥造 辕 皂蚤造造蚤燥灶 责则燥贼燥责造葬泽贼泽冤可以表示为院匝
越 噪 渊栽鄄匀冤 辕 杂遥 其中 栽 是 园郾 员 皂蕴 原生质体的衰变计
数渊凿责皂冤袁匀 是 园郾 员 皂蕴 上清液的衰变计数渊凿责皂冤袁杂
是 园郾 员 皂蕴 原生质体中 活 细 胞 的 数 量 渊 皂蚤造造蚤燥灶
责则燥贼燥责造葬泽贼泽冤袁噪是钙离子含量与衰变计数的比例系数
渊员郾 园 灶皂燥造窑凿责皂 原员冤遥
噪的具体算法如下院噪 越 皂园 辕 悦园遥
其中院悦园 为先前备用的 圆园 滋蕴 宰陨 液的衰变计数渊凿责皂冤曰皂园 为先前备用的 圆园 滋蕴 宰陨 液的钙离子含量渊员郾 园 灶皂燥造冤遥
员郾 圆郾 猿摇 氯化镧对原生质体吸收钙离子的影响摇 氯化镧
作为一种有效的钙离子通道阻塞剂已有报道咱猿园 原 猿员暂 遥 通
过加入梯度浓度的氯化镧来抑制钙离子通道活性袁可以
研究在不同胞外钙离子浓度条件下 月灶栽砸员 是否具有调
控钙离子通道的作用遥 然而袁在试验中发现过量的氯化
镧会导致原生质体破裂和死亡遥 因此袁通过氯化镧浓度
试验渊表 圆冤袁得出 圆园 滋皂燥造窑蕴 原员是能够保持原生质体成
活率在 愿园豫以上的最大浓度遥
表 圆摇 加入梯度浓度氯化镧后原生质体成活率
栽葬遭造藻 圆摇 栽澡藻 泽怎则增蚤增葬造 则葬贼藻 燥枣 责则燥贼燥责造葬泽贼泽 葬枣贼藻则 葬凿凿蚤灶早
凿蚤枣枣藻则藻灶贼 蕴葬悦造猿 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶 辕 豫
基因型
郧藻灶燥贼赠责藻泽
氯化镧浓度 蕴葬悦造猿 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶 辕 渊滋皂燥造窑蕴 原员 冤
缘 员园 圆园 猿园 源园
悦运 愿苑 愿缘 愿员 苑源 远园
在远 猿 原 圆 愿愿 愿缘 愿猿 苑远 远源
在远 缘源 原 怨 愿苑 愿源 愿猿 苑苑 远苑
摇 摇 试验选择先前试验中钙离子浓度每一数量级的中
间值渊园郾 缘尧 缘尧 缘园 皂皂燥造窑蕴 原员冤作为培养液钙离子浓度袁
然后分别加入浓度梯度的氯化镧渊园尧 员尧 缘尧 员园尧 圆园
滋皂燥造窑蕴 原员冤遥 从转基因型和野生型油菜提取出的原生
质体按照同先前试验相同的方法培养在这些液体中袁
其钙离子吸收量的测定也采用相同的方法遥
员郾 猿摇 数据处理
试验数据采用 耘曾糟藻造和 杂孕杂杂 员远郾 园软件进行统计分
析遥 样本均数差异的显著性检验采用独立样本 贼检验遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 原生质体在不同钙浓度梯度环境下的钙离子吸收
如图 员 所示袁所有品种的原生质体钙离子吸收量
都随着培养液钙离子浓度升高而升高遥 当胞外钙离子
浓度从 园郾 员 皂皂燥造窑蕴 原员升高到 园郾 猿 皂皂燥造窑蕴 原员时袁猿 种原
生质体的钙离子吸收曲线都迅速升高遥 随着钙离子浓
度从 园郾 猿 皂皂燥造窑蕴 原员升高到 员 皂皂燥造窑蕴 原员时袁曲线开始变
得平缓遥 当钙离子浓度低于 员 皂皂燥造窑蕴 原员时袁野生型原
生质体的钙离子吸收曲线始终低于转基因型原生质
体遥 而当钙离子浓度高于 员 皂皂燥造窑蕴 原员时情况发生反
转袁野生型原生质体的钙离子吸收曲线开始高于转基
因型原生质体袁而且二者之间的差距随着钙离子浓度
的升高而逐渐拉大遥 当钙离子浓度大于 猿园 皂皂燥造窑蕴 原员
时袁转基因型原生质体钙离子吸收开始变得平缓袁而野
生型则仍旧保持显著增长趋势遥 而当钙离子浓度高于
苑园 皂皂燥造窑蕴 原员时袁转基因型原生质体的钙离子含量趋于
饱和袁但野生型原生质体的曲线依旧保持升高趋势遥
圆郾 圆摇 氯化镧对原生质体吸收钙离子的影响
随着氯化镧浓度的升高袁所有品种原生质体的钙
离子吸收量均降低渊图 圆冤遥 其中野生型原生质体的吸
收量逐渐降低袁而转基因型原生质体的钙离子吸收量
在氯化镧浓度从 园 到 员 滋皂燥造窑蕴 原员时与野生型原生质体
相同遥 但是当氯化镧浓度从 员 滋皂燥造窑蕴 原员升高到 缘
滋皂燥造窑蕴 原员过程中袁转基因型原生质体的钙离子吸收曲
线几乎保持水平遥 最大的变化发生在氯化镧浓度从 缘
滋皂燥造窑蕴 原员上升到 员园 滋皂燥造窑蕴 原员的过程中袁此时转基因
型原生质体钙离子吸收曲线均出现 员 个峰值遥 而当氯
化镧浓度继续升高袁曲线又快速下降遥 值得注意是袁当
胞外钙离子浓度为 园郾 缘 皂皂燥造窑蕴 原员时袁野生型原生质体
的钙离子吸收曲线始终低于转基因型原生质体遥 而当
外界钙离子浓度为 缘 和 缘园 皂皂燥造窑蕴 原员时情况则相反袁
除了转基因型原生质体曲线的峰值之外袁其余部分均
低于野生型原生质体的曲线遥
猿摇 讨论
研究显示袁一般情况下植物胞外钙离子含量约为
员园 皂皂燥造窑蕴 原员 咱圆苑 原 圆愿暂 袁低于此浓度时植物处于钙离子缺
乏状态遥 钙离子在维持细胞膜稳定性方面发挥着重要
作用袁缺乏钙离子会引起细胞膜的破裂和细胞死
亡咱圆园袁 圆愿暂 遥 细胞对钙离子的吸收通过细胞膜上的钙离
子通道进行遥 目前发现植物细胞拥有两类钙离子通
道院一类是电压依赖型钙离子通道袁一类是牵张激活型
钙离子通道咱猿圆暂 遥 电压依赖型钙离子通道主要是依靠
改变植物细胞膜内外的电位差来促进钙离子进入细胞
内的遥 试验证明袁生长素尧脱落酸尧光以及植物毒素等
多种信号因子均可改变细胞膜电位差袁从而使细胞内
钙离子含量迅速升高咱猿猿暂 遥 而钙离子缺乏胁迫可以导
愿远猿员
摇 苑 期 利用源缘悦葬探究 月灶栽砸员 基因对油菜 悦葬圆 垣吸收的影响
注院在远 猿 原 圆尧在远 缘源 原 怨 为转基因型油菜袁悦运 为野生型油菜袁其原生质体均培养在含浓度梯度钙渊园郾 员尧 园郾 猿尧 园郾 缘尧 园郾 苑尧 园郾 怨尧
摇 摇 摇 员尧 猿尧 缘尧 苑尧 怨尧 员园尧 猿园尧 缘园尧 苑园尧 怨园 皂皂燥造窑蕴 原员 冤的 宰陨培养液中遥 培养条件为温度 圆缘益袁黑暗中 员圆澡遥
晕燥贼藻院 在远 猿 原 圆袁 在远 缘源 原 怨 葬则藻 月灶栽砸员 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 则葬责藻泽袁 悦运 蚤泽 贼澡藻 灶燥灶鄄贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 则葬责藻泽援 粤造造 贼澡藻 责则燥贼燥责造葬泽贼泽 糟怎造贼怎则藻凿 蚤灶 宰陨 糟怎造贼怎则藻
枣造怎蚤凿 憎蚤贼澡 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 糟葬造糟蚤怎皂 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶 渊园郾 员袁 园郾 猿袁 园郾 缘袁 园郾 苑袁 园郾 怨袁 员袁 猿袁 缘袁 苑袁 怨袁 员园袁 猿园袁 缘园袁 苑园袁 怨园 皂皂燥造窑蕴 原员 冤 援 栽澡藻
摇 摇 摇 糟怎造贼怎则藻 糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶泽 憎藻则藻 葬贼 圆缘益 蚤灶 凿葬则噪 枣燥则 员圆 澡燥怎则泽援
图 员摇 原生质体钙离子吸收量
云蚤早援 员摇 悦葬圆 垣 葬遭泽燥则责贼蚤燥灶 燥枣 贼澡藻 责则燥贼燥责造葬泽贼泽
致胞内脱落酸含量的升高咱猿源暂 遥 当胞外钙离子浓度低
于 园郾 怨 伊 员园 原猿 皂燥造窑蕴 原员时袁原生质体处于钙离子缺乏胁
迫下袁细胞启动了对钙离子缺乏胁迫的响应反应袁使得
胞内脱落酸含量升高袁进而改变了细胞膜的电位差袁启
动了钙离子通道袁最终表现为胞内钙离子含量升高遥
值得注意的是袁转基因型原生质体对钙离子的吸收量
始终高于野生型原生质体袁则说明转基因型油菜原生
质体在该环境下能够启动更多数量的钙离子通道袁从
而始终保持比野生型油菜原生质体更高的胞内钙离子
含量遥 然而有报道称袁植物细胞膜上的外向整流钾离
子通道也是内向钙离子通道咱猿缘暂 袁还有多种去极化和超
极化激活的钙离子通道也相继被发现咱猿远 原 猿愿暂 袁则转基因
型油菜原生质体具体是通过何种方式开启哪种钙离子
通道袁还有待进一步研究遥 但可以确定其相对于野生
怨远猿员
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
注院在远 猿 原 圆尧在远 缘源 原 怨 为转基因型油菜袁悦运为野生型油菜袁其原生质体均培养在含浓度梯度钙渊粤 为 园郾 缘 皂皂燥造窑蕴 原员 袁月 为 缘
皂皂燥造窑蕴 原员 袁悦为 缘园 皂皂燥造窑蕴 原员 冤并添加浓度梯度氯化镧渊园尧员尧缘尧员园尧圆园 滋皂燥造窑蕴 原员 冤的 宰陨培养液中遥 培养条件为温度 圆缘益袁
摇 摇 摇 黑暗中 员圆 澡遥
晕燥贼藻院 在远 猿 原 圆袁 在远 缘源 原 怨 葬则藻 月灶栽砸员 贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 则葬责藻泽袁 悦运 蚤泽 贼澡藻 灶燥灶鄄贼则葬灶泽早藻灶蚤糟 则葬责藻泽援 粤造造 贼澡藻 责则燥贼燥责造葬泽贼泽 糟怎造贼怎则藻凿 蚤灶 宰陨 糟怎造贼怎则藻
枣造怎蚤凿 渊悦葬圆 垣 糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶 葬则藻 园郾 缘 渊粤冤袁 缘 渊月冤 葬灶凿 缘园 渊悦冤 皂皂燥造窑蕴 原员 冤 葬凿凿藻凿 园袁 员袁 缘袁 员园袁 圆园 滋皂燥造窑蕴 原员 蕴葬悦造猿 袁 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援
摇 摇 摇 栽澡藻 糟怎造贼怎则藻 糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶泽 憎藻则藻 葬贼 圆缘益 蚤灶 凿葬则噪 枣燥则 员圆 澡燥怎则泽援
图 圆摇 添加氯化镧后原生质体钙离子吸收量
云蚤早援 圆摇 悦葬圆 垣 葬遭泽燥则责贼蚤燥灶 燥枣 贼澡藻 责则燥贼燥责造葬泽贼泽 葬枣贼藻则 葬凿凿蚤灶早 蕴葬悦造猿
型油菜原生质体具有更强的抵御低浓度钙离子胁迫能
力遥
此前研究显示袁基态条件下袁细胞通过维持一个较
低水平的胞内钙离子含量来确保胞内信号转导系统的
正常运转咱猿怨 原 源员暂 遥 这解释了当胞外钙离子浓度从 员
皂皂燥造窑蕴 原员上升到 怨 皂皂燥造窑蕴 原员时 圆 种油菜原生质体钙
离子吸收的变化遥 此时的钙离子浓度接近基态条件下
的胞外钙离子浓度值袁圆 种油菜原生质体均改变了在
外界钙离子缺乏条件下的钙离子吸收策略袁开始维持
一个相对较低的胞内钙离子含量来保持自身功能的正
常运转遥 值得注意的是袁与野生型相比袁转基因型油菜
原生质体的胞内钙离子含量更低遥 有研究显示袁植物
体内的钙离子主要通过 圆 种方式运出胞外院一是 悦葬圆 垣
原 粤栽孕葬泽藻袁对 悦葬圆 垣亲和性高袁但是运输能力低袁在调节
园苑猿员
摇 苑 期 利用源缘悦葬探究 月灶栽砸员 基因对油菜 悦葬圆 垣吸收的影响
胞内钙离子含量时起灵敏的微调作用咱源园暂 曰另一种是
悦葬圆 垣 辕 匀 垣反向转运蛋白袁对 悦葬圆 垣亲和性低袁但是运输
能力强袁在胞内钙离子含量较高时发挥作用咱源圆暂 遥 试验
结果中袁转基因型油菜原生质体的胞内钙离子含量与
野生型油菜原生质体的含量差距较大袁应该是 悦葬圆 垣 辕
匀 垣反向转运蛋白发挥主要作用的结果遥 此前的研究
证实了拟南芥中的一种 悦葬圆 垣 辕 匀 垣反向转运蛋白 悦粤载员
活性提高时袁细胞内钙离子含量降低咱源猿暂 遥 这表明在相
同的胞外钙离子浓度下袁月灶栽砸员 基因通过提高 悦葬圆 垣 辕
匀 垣反向转运蛋白的活性袁将更多的 悦葬圆 垣运出细胞袁从
而维持更低的胞内钙含量遥 月灶栽砸员 基因对 悦葬圆 垣 辕 匀 垣
反向转运蛋白活性的提高效果袁随着胞外钙离子浓度
的不断增加而愈加显著遥 有研究显示袁过量的钙离子
对细胞有毒害作用袁细胞会通过增强钙离子运出系统
的活性来维持胞内钙离子含量稳定咱源源暂 遥 而胞外钙离
子浓度大于 员园 皂皂燥造窑蕴 原员时的试验结果表明袁月灶栽砸员
基因能够显著增强 悦葬圆 垣 辕 匀 垣反向转运蛋白的活性来
降低胞内钙离子的含量袁从而更好的保护细胞不受高
浓度钙离子胁迫的危害咱源缘暂 遥
氯化镧试验的结果则进一步显示了 月灶栽砸员 调控
胞内钙离子含量的方式遥 作为一种竞争性钙离子通道
阻塞剂袁氯化镧的浓度越高袁其对钙离子吸收的抑制作
用就越明显袁这与试验结果中所有品种的原生质体钙
离子吸收量均随氯化镧浓度升高而下降相符合遥 而随
着氯化镧浓度的升高袁转基因型原生质体钙离子吸收
曲线出现的峰值现象则表明当细胞吸收钙离子受阻
时袁月灶栽砸员 可以激活更多的细胞钙离子通道袁使得细胞
钙离子含量显著提升曰但能够激活的钙离子通道数量
有限袁当氯化镧浓度进一步增大时袁激活的钙离子通道
也被阻塞袁细胞钙离子含量也就又降低了遥 这个先升
高后降低的现象实际上是 月灶栽砸员 激活钙离子通道的
作用与阻塞剂阻碍钙离子通道作用咱源远暂相互角力的一
个过程遥
源摇 结论
当外界钙离子浓度显著低于基态条件下的钙离子
浓度时袁月灶栽砸员 转基因型原生质体比野生型原生质体
吸收更多的钙离子袁以及氯化镧试验中转基因型油菜
原生质体钙离子含量先升后降的过程袁均表明 月灶栽砸员
可以激活细胞膜上更多的钙离子通道袁从而提高植物
对低浓度钙离子胁迫的耐受性遥 而在外界浓度显著高
于基态条件下的钙离子浓度时袁月灶栽砸员 转基因型原生
质体反而比野生型原生质体吸收的钙离子更少袁证明
月灶栽砸员 可以显著提高 悦葬圆 垣 辕 匀 垣反向转运蛋白的活性袁
从而在高浓度钙离子胁迫下维持细胞的正常生理代
谢遥 有关 月灶栽砸员 在基因和分子水平上调控钙离子通
道和 悦葬圆 垣 辕 匀 垣反向转运蛋白活性的具体作用机制有
待进一步研究遥
致谢院感谢美国密西西比州立大学农业与生物工
程系的廖军教授对本文的帮助遥
参考文献院
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示踪技术研究 愿 种禾本科牧草对氮肥的吸收和转化效率 咱 允暂 援
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咱圆怨暂 摇 杨远友袁 刘宁袁 莫尚武袁 廖家莉袁 许发伦援 源缘 悦葬示踪技术研究三
七提取物对细胞 悦葬圆 垣 内流与外溢的影响 咱 允暂 援 核农学报袁
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咱猿圆暂摇 尚忠林袁 孙大业援 植物细胞内的钙通道 咱 允暂 援 植物生理学通讯袁
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咱猿猿暂摇 尚忠林袁 毛国红袁 孙大业援 植物细胞内钙信号的特异性 咱允暂 援 植
物生理学通讯袁 圆园园猿袁 渊圆冤院 怨猿 原 员园园
咱猿源暂摇 杨洪强袁 接玉玲袁 李林光援 脱落酸信号转导研究进展 咱允暂 援 植物
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咱源缘暂摇 冯德玉袁 代其林袁 崔广艳袁 鲜先毅袁 周文波袁 王劲援 转 责责则陨 基因
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