水孔蛋白在细胞延长、盐胁迫和光合作用中的作用

水孔蛋白属于一个高度保守的、能够进行跨生物膜水分运输的通道蛋白mip家族。水孔蛋白作为膜水通道,在控制细胞和组织的水含量中扮演重要角色。本研究的重点是属于pip亚家族的ghpip1;2和属于tip亚家族的gtip1在植物细胞延长中的作用。使用特异基因探针的northern杂交和实时荧光pcr技术证明ghpip1;2和ghgtip1主要在棉花纤维延长过程中显著表达,且最高表达量在开花后5d。在细胞延长过程中,ghpip1;2和ghgtip1表达显著,表明它们在促使水流迅速进入液泡这一过程中扮演重要角色。而且也研究了盐胁迫植物中钙离子对水孔蛋白的影响。分别或一起用nacl或cacl2处理原生质体或细胞质膜。结果发现在盐胁迫条件下,水渗透率值在原生质体和质膜颗粒中都下降了,同时pip1水孔蛋白的含量也下降了,表明nacl对水孔蛋白的功能和含量有抑制作用。同时也观察了ca2+的两种不同的作用。感知胁迫的胞质中游离钙离子浓度的增加可能导致水孔蛋白的关闭。而过剩的钙离子将导致水孔蛋白的上游调控。同时实验已经证明大麦的一类水孔蛋白-hvpip2;1有更高的水和co2转移率。本研究的目标是确定负责转运水和co2的关键水孔蛋白的类型,并且提高植物对水的利用率、抵抗胁迫的能力,促进co2的摄取及吸收、提高植物的产量。