膜联蛋白参与了盐胁迫诱导的水稻根细胞Ca2+内流

摘要

膜联蛋白(Annexin)广泛存在于动、植物中,在生长、发育和适应性方面都发挥着重要的作用。植物中的膜联蛋白分布广泛,主要存在于胞质溶胶、细胞质膜、内膜和多种细胞器中。已经发现植物中的膜联蛋白在非生物胁迫条件下发挥作用,并且可以形成超极化激活的钙通道参与胞质中钙离子信号产生,对植物适应不良环境有重要作用。
　　为探究Osannx诱导抗逆性的生理机制,本实验选用水稻(Oryza Sativa L)野生型、Annexin蛋白Osannx功能缺失突变体、过表达株系作为实验材料,利用膜片钳技术记录了NaC1处理对根细胞原生质体质膜上钙离子通道活性的影响,通过比较不同遗传背景材料在盐胁迫条件下Ca2+通道活性的差别,探究盐胁迫条件下annexin在Ca2+信号产生过程中的作用。
　　首先利用全细胞步进式电压钳技术在水稻根表皮细胞质膜上检测到了超极化激活的Ca2+通道,在膜电压-120mv时通道被激活,随着超极化程度的增加内向电流逐渐增大。加入钙通道抑制剂Gd3+处理后,电流强度显著下降,通道活性被显著抑制;在尾电流实验中测得该通道的逆转电位为20mV,证明我们在水稻根细胞质膜上检测到的超极化激活的通道为Ca2+通道。采用全细胞渐进式电压钳记录的结果,与全细胞步进式电压钳技术记录结果一致。
　　本实验为探究annexin是不是介导盐刺激条件下Ca2+信号产生的Ca2+通道,采用全细胞步进式电压钳技术检测了水稻野生型、Osannx过表达株系Osannx-OX1、Osannx-OX2、Osannx-OX3和Osannx-OX4,Osannx缺失突变体Osanrnx-1、Osannx-2和Osannx-3在盐胁迫处理后的电流变化。在非刺激条件下,三类材料中基础钙电流基本一致。加入100mmol/LNaC1刺激之后,野生型的电流未见明显变化;Osannx过表达株系电流明显增加,盐刺激之后在-200mV时钙电流增加了约一倍;Osannx缺失突变体加入NaC1刺激之后电流明显降低,在-200mV时钙电流降低了约一倍,显示Annexin蛋白在水稻盐胁迫诱导的Ca2+信号产生过程中可能发挥重要作用。
　　依据本实验结果,我们推测水稻中的膜联蛋白(Annexin)在盐胁迫过程中可能作为超极化激活的Ca2+通道调节胞质中的钙离子,从而诱导对盐胁迫的抗性。