《硝態氮在植物細胞質和液泡間的分配規律及其調控機制》是依託揚州大學，由汪曉麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：硝態氮在植物細胞質和液泡間的分配規律及其調控機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：汪曉麗
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物對硝態氮的利用能力與細胞內硝態氮在細胞質和液泡間的有效轉運有密切關係，然而目前對植物細胞內硝態氮的區域化分配規律和調控機制的研究還較少。本項目擬以典型植物為材料，採用電生理方法和生物化學方法，主要圍繞三個方面開展研究：一是硝態氮在植物細胞內區域化分布的情況，包括硝態氮貯存庫、代謝庫的大小比例和其中硝態氮的含量，這是研究細胞內硝態氮區域化分配規律的基礎；二是硝態氮在液泡膜上的轉運機理，擬從跨膜電勢差、質子泵活性和跨膜質子梯度著手展開，這是當前研究細胞內硝態氮區域化分配規律的薄弱環節；三是植物細胞內硝態氮區域化分配的調節機制。通過研究，旨在為進一步研究硝態氮跨液泡膜轉運的分子生物學特徵打下基礎，為從植物本身出發來提高氮素利用率提供理論基礎，為植物（尤其蔬菜）體內硝態氮累積的調控提供依據。
結題摘要
植物細胞內的NO3-呈區域化分布，植物對NO3-的利用能力與細胞內NO3-在細胞質和液泡間的分配與調控規律有密切關係。對於NO3-跨液泡膜的轉運機制，假設多於實證。本項目主要從圍繞NO3-在細胞內的區域化分布狀況、NO3-跨液泡膜轉運的生理機制、細胞內NO3-區域化分配的調節機制三個方面開展工作。主要取得的研究結果有：NO3-在細胞內的區域化分布狀況受介質NO3-供給狀況的調節，細胞質的NO3-穩態是相對於液泡NO3-活度變化幅度較大而言的；植物組織中的NO3-累積與液泡、細胞質的NO3-水平都有著較好的相關性，植物累積NO3-的能力不僅與NO3-貯存庫的大小有關，與NO3-代謝庫的活性也有著密切的聯繫；NO3-再調動速率隨液泡NO3-活度的增加而增加，且在液泡NO3-活度較低時增加幅度較小，在液泡NO3-活度較高時增加幅度較大；在充分供氮的情況下，硝酸還原酶活性與根系NO3-含量、細胞質NO3-含量之間無明顯的相關性；但在氮飢餓條件下，硝酸還原酶活性與NO3-的跨液泡膜轉運速率有一定相關性，當硝酸還原酶活性較高時，液泡NO3-再調動速率也高，而當硝酸還原酶活性較低時，NO3-再調動速率較為緩慢；硝酸根跨液泡膜轉運的方式依賴於跨液泡膜電勢差；植物細胞膜電位對光暗轉換有著完全不同的回響過程，在由照光轉黑暗後，細胞膜電位發生了短時間的去極化作用，後緩慢復極化，而在由黑暗轉光照後，細胞膜電位則先發生短時間的小幅超極化現象，然後再去極化；NO3-的吸收過程對NO3-細胞內區域化分配狀態有著深刻的調節作用。通過本項目的研究，基本闡明了NO3-在細胞內的區域化分布規律及其受不同供氮狀況的影響，初步搞清了NO3-跨液泡膜轉運過程中的電勢梯度、化學勢梯度等電生理特性；並從內因（氮同化、NO3-跨液泡膜和質膜轉運）和外因（氮素供給水平、光照）兩方面分析了細胞內NO3-區域化分布的調節規律。本項目的研究結果可為調控植物體內的NO3-累積、提高氮素利用率提供理論依據，並可為進一步研究NO3-跨液泡膜轉運的分子生物學特徵打下基礎。
