烟草根皮层细胞质膜上内向K～+通道的电生理特性及其调控

论文摘要

1.利用膜片钳技术对模式植物烟草根皮层细胞原生质体的内向跨膜钾电流进行了全细胞记录,并对内向K+通道的特性进行了分析。结果表明,烟草根尖皮层细胞原生质体在细胞外液含10 mmol/L K+、电极溶液含100 mmol/L K+、当膜电位超过-100 mV时,可记录到明显的内向电流,膜电位越负则内向电流越大。烟草根细胞质膜上的内向K+通道可被K+通道专一性抑制剂TEA+所抑制;该通道具有依赖于胞外K+浓度的特性,在相同的膜电位条件下,全细胞内向K+电流随胞外溶液K+浓度的降低而逐渐减小,而其逆转电位随胞外溶液K+浓度的降低而向更负的方向移动;胞外NH4+能够抑制烟草根皮层跨膜内向K+电流,且这种抑制作用随胞外NH4+浓度的提高而加强;胞外Ca2+、Mg2+能明显抑制烟草根皮层跨膜内向K+电流,且这种抑制作用随胞外Ca2+、Mg2+浓度的提高而加强。胞外溶液含有高浓度的Ca2+、Mg2+时,增加胞外K+浓度,内向K+电流在较大的电势差作用下增大,但内向K+电流在较低电势差作用下减少,逆转电位变得更负;烤烟根细胞质膜上的内向离子通道具有极强的K+/Na+和K+/Li+选择性。胞外高浓度的Na+和Li+强烈抑制内向K+电流。 2.供试水培溶液K+浓度为10 mmol/L,低亲和性转运体取代高亲和性转运体成为高等植物吸收K+的主要方式。①随着供钙水平提高,烤烟生物量以及钾累积量呈“Λ”型变化。水培钙浓度为2 mmol/L时,增加供钙水平可以促进烟草植株钾吸收,增加植株钾累积量,但当钙浓度达到7 mmol/L时,继续增加供钙水平将抑制烤烟植株的生长,对烤烟钾吸收产生拮抗作用。随供钙水平的提高,烟株根钾含量增加,而茎、叶及整株钾含量下降。高钙处理增加了钾在烤烟植株根和茎中的分配比例,降低了叶中钾的分配比例。②大幅度增加供镁水平对植株的生长影响微弱,但对烤烟钾吸收产生拮抗作用,降低了烟株钾含量和钾累积量。高镁处理增加了钾在烤烟植株根和茎中的分配比例,降低了叶中钾的分配比例。③在不改变供氮总量条件下,水培环境中高浓度的铵态氮素供应抑制植株的生长,对植株钾吸收有明显的拮抗作用,降低了植株体内钾含量和钾累积量。高铵处理降低烤烟植株根和叶中钾的分配比例,增加了茎中钾的分配比例。④增加水培溶液中Na+含量,烟株受到轻微的盐害刺激。Na+对烤烟植株钾吸收有一定的拮抗作用,降低了植株体内钾含量和钾累积量。钠处理降低了烤烟根和叶中钾的分配比例,增加了茎中钾的分配比例。NH4+、M2+、Ca2+和Na+对钾离子通道的作用最终影响了烤烟的钾吸收,内向钾通道在烤烟钾吸收上发挥着重要的作用。

论文目录

• 摘要
• 1 文献综述
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 膜片钳试验
• 3.1.1 植物材料及原生质的分离
• 3.1.2 全细胞记录过程
• 3.1.3 试验溶液
• 3.2 水培试验
• 3.2.1 供试材料
• 3.2.2 试验装置与营养液
• 3.2.2.1 不同供钙水平对烤烟根系吸收钾的影
• 3.2.2.2 不同供镁水平对烤烟根系吸收钾的影响
• 3.2.2.3 不同供铵水平对烤烟根系吸收钾的影响
• 3.2.2.4 不同供钠水平对烤烟根系吸收钾的影响
• 4 结果与分析
• +通道的电生理特性'>4.1 烟草根皮层细胞质膜上内向K⁺通道的电生理特性
• 4.1.1 全细胞内向通道电流的记录及通道性质的鉴定
• +对内向K⁺通道的影响'>4.1.2 胞外溶液不同浓度K⁺对内向K⁺通道的影响
• 4⁺对内向K⁺通道的影响'>4.1.3 胞外溶液不同浓度NH₄⁺对内向K⁺通道的影响
• 2+、Mg²⁺对内向K⁺通道的影响'>4.1.4 胞外溶液不同浓度Ca²⁺、Mg²⁺对内向K⁺通道的影响
• 2+、Mg²⁺对内向K⁺通道的影响'>4.1.5 胞外溶液高浓度的Ca²⁺、Mg²⁺对内向K⁺通道的影响
• +和Li⁺对内向钾通道的影响'>4.1.6 胞外溶液Na⁺和Li⁺对内向钾通道的影响
• +吸收的调控'>4.2 烟草根系K⁺吸收的调控
• 4.2.1 不同供钙水平对烤烟植株生长及钾含量和钾累积量的影响
• 4.2.1.1 不同供钙水平下植株生长状态
• 4.2.1.2 不同供钙水平下植株各部位钾含量和钾累积量
• 4.2.1.3 不同供钙水平下植株各部位钾的分配
• 4.2.2 不同供镁水平对烤烟植株生长及钾含量和钾累积量的影响
• 4.2.2.1 不同供镁水平下植株生长状态
• 4.2.2.2 不同供镁水平下植株各部位钾含量及钾累积量
• 4.2.2.3 不同供镁水平下植株各部位钾的分配
• 4.2.3 不同供铵水平对烤烟植株生长及钾含量和钾累积量的影响
• 4.2.3.1 不同供铵水平下植株生长状态
• 4.2.3.2 不同供铵水平下植株各部位钾含量及钾累积量
• 4.2.3.3 不同供铵水平下植株各部位钾的分配
• 4.2.4 不同供钠水平对烤烟植株生长及钾含量和钾累积量的影响
• 4.2.4.1 不同供钠水平下植株生长状态
• 4.2.4.2 不同供钠水平下植株各部位钾含量和钾累积量
• 4.2.4.3 不同供钠水平下植株各部位钾的分配
• 5 结论与讨论
• +通道的电生理特性'>5.1 烟草根皮层细胞质膜内向K⁺通道的电生理特性
• +离子通道'>5.1.1 烟草根皮层细胞质膜K⁺离子通道
• +离子浓度与内向K⁺通道'>5.1.2 K⁺离子浓度与内向K⁺通道
• 4⁺与内向K⁺通道'>5.1.3 NH₄⁺与内向K⁺通道
• 2+、Mg²⁺与内向K⁺通道'>5.1.4 Ca²⁺、Mg²⁺与内向K⁺通道
• +离子通道与植物耐盐性'>5.1.5 K⁺离子通道与植物耐盐性
• +吸收的调控'>5.2 烟草根系K⁺吸收的调控
• +吸收的影响'>5.2.1 不同供钙水平对烤烟根系K⁺吸收的影响
• +吸收的影响'>5.2.2 不同供镁水平对烤烟根系K⁺吸收的影响
• +吸收的影响'>5.2.3 不同供铵水平对烤烟根系K⁺吸收的影响
• +吸收的影响'>5.2.4 不同供钠水平对烤烟根系K⁺吸收的影响
• 5.3小节
• 参考文献
• 英文摘要