液泡膜Na⁺/H⁺逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白研究進(jìn)展

馬紅萍 包愛科

摘要?土壤鹽漬化是造成全世界農(nóng)作物減產(chǎn)的主要非生物脅迫因素之一，鹽漬化土壤中過多的Na+是使植物生長受到抑制的主要陽離子。植物細(xì)胞中的液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（NHX）是應(yīng)對鹽脅迫的一種重要離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，鹽脅迫下NHX可以調(diào)控植物體內(nèi)的離子穩(wěn)態(tài)平衡及細(xì)胞內(nèi)的pH，對提高植物耐鹽性具有非常重要的作用。簡要概述了近年來液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的亞細(xì)胞定位與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要生理功能及其與植物耐鹽性關(guān)系等方面的研究進(jìn)展，以期為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞?液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白;離子穩(wěn)態(tài);亞細(xì)胞定位;結(jié)構(gòu)特點(diǎn);生理功能;耐鹽性

中圖分類號?Q943?文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）14-0004-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.14.002

Abstract?Soil salinization is one of the main abiotic stress factors that cause crop yield reduction in the world.Excessive Na+ in salinized soil is the main cation that inhibits plant growth.The vacuolar membrane Na+/H+ antiporter （NHX） in plant cells is an important ion transporter in response to salt stress.Under salt stress，NHX can regulate the homeostasis balance of ions in plants and the pH in cells，which plays a very important role in improving plant salt tolerance.This paper briefly summarized the research about the subcellular localization and structural characteristics，main physiological functions and relationship with plant salt tolerance of the vacuolar membrane Na+/H+ antiporter in recent years，which may provide a reference for related research.

Key words?Vacuolar membrane Na+/H+ antiporter;Ionic homeostasis;Subcellular localization;Structural characteristics;Physiological functions;Salt resistance

目前，全球鹽堿化土地面積約3.97億hm2，約占土地總面積的3.1%[1]，土壤鹽堿化逐步增加可能會導(dǎo)致未來25年內(nèi)約30%的耕地流失[2]。大多數(shù)作物不能在鹽漬化土壤中正常生長，其主要原因是高濃度的Na+進(jìn)入植物細(xì)胞會對植物產(chǎn)生毒害作用，使植物的生長發(fā)育受到嚴(yán)重抑制[3]。此外，土壤鹽堿化導(dǎo)致全球各種農(nóng)作物大面積減產(chǎn)，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失[4]。植物細(xì)胞適應(yīng)高鹽環(huán)境的重要手段是維持胞質(zhì)內(nèi)較低的 Na+水平，在漫長的適應(yīng)過程中，很多植物進(jìn)化出了一系列策略來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，主要有Na+的分泌、Na+的外排以及Na+的區(qū)域化[5]。研究發(fā)現(xiàn)，某些鹽生植物可以通過自身特有的結(jié)構(gòu)（如鹽腺、鹽囊泡等）將過多的Na+分泌出體外，避免過量Na+對植物重要代謝器官造成毒害，從而保證植物正常的生長發(fā)育[6]。Na+的外排和Na+的區(qū)域化主要依賴于植物細(xì)胞中與離子轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的蛋白（如質(zhì)膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等）發(fā)揮功能，進(jìn)而通過降低胞質(zhì)中過多的Na+，使植物能夠更好地適應(yīng)鹽漬生境[7-8]。目前，液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員的離子區(qū)域化功能尚存有爭議，因此還需進(jìn)一步深入研究。筆者將從該類蛋白的亞細(xì)胞定位、蛋白結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要生理功能及其與植物耐鹽性的關(guān)系等方面對液泡膜

Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（NHX）近年來的主要研究結(jié)果進(jìn)行簡要概述和展望。

1?液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的亞細(xì)胞定位

液泡膜NHX屬于陽離子逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CAP1家族中的NHE/NHX 亞家族成員[9]。通過亞細(xì)胞定位發(fā)現(xiàn)植物 NHX 蛋白都定位于細(xì)胞內(nèi)部（intra-cellular，IC），進(jìn)一步通過系統(tǒng)進(jìn)化樹分析，可以將植物NHX劃分為Class-Ⅰ NHX和Class-Ⅱ NHX。Class-I NHX定位于液泡膜上， Class-Ⅱ NHX則定位于內(nèi)囊體膜上，在動物、真菌內(nèi)膜上也存在相應(yīng)的同源蛋白[10]。在大多數(shù)植物中，Class-Ⅰ NHX的成員數(shù)目要多于Class-Ⅱ NHX，如大豆?（Glycine max）、蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）、玉米（Zea mays）?等（表1）。另有研究發(fā)現(xiàn)，NHX蛋白家族成員的同源性不僅在不同植物種類間具有差異，而且在同一植物中也有一定差異。例如在擬南芥NHX家族中，定位于液泡膜上（Class-Ⅰ NHX）的4個成員AtNHX1～AtNHX4間的同源性為56%～87%;定位于內(nèi)囊體膜上（Class-Ⅱ NHX）的2個成員AtNHX5和AtNHX6間的同源性為79%，而兩組成員間的同源性僅為20%～25%[12]。

2?液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1999年，Apse等[13]首次從擬南芥中克隆得到液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因?AtNHX1?，隨后，Yamaguchi等[14]利用酵母中的異源表達(dá)，對 AtNHX1 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（圖1），AtNHX1的總體結(jié)構(gòu)不同于其他NHX，它包括 12 個疏水跨膜結(jié)構(gòu)域 （transmembrane domains，TM）和1個較長的親水性C-末端“尾巴”，其中第3個疏水區(qū)含有一個高度保守的氨氯吡嗪脒結(jié)合位點(diǎn)（amiloride binding-site），第5、6個疏水區(qū)雖與膜相連，但并沒有跨過液泡膜。目前，已從多種植物中分離得到了編碼該蛋白的同源基因，如水稻?（Oryza sativa?L.）?OsNHX1[15]、小麥（Triticum aestivum）TNHX1[16]、玉米ZmNHX1[17]、霸王（Zygophyllum?xanthoxylum） ZxNHX?[18]等，氨基酸結(jié)構(gòu)分析顯示，這些同源基因編碼的蛋白均具有與AtNHX1類似的分子結(jié)構(gòu)。另外，相比于其他植物NHX，AtNHX1的N-末端朝向胞質(zhì)且高度保守，但其整個C-末端幾乎都位于液泡腔中[14]，且與鈣調(diào)素蛋白AtCaM15結(jié)合會降低Na+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)活性[19]，表明親水性C-末端的差異會對蛋白質(zhì)活性起到一定的調(diào)節(jié)作用，進(jìn)而推測C-末端的不同可能是NHX蛋白成員間功能分異的主要原因。

3?液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的生理功能

3.1?介導(dǎo)Na+的區(qū)域化

當(dāng)植物處于鹽堿環(huán)境時，由于土壤溶液和植物細(xì)胞內(nèi)部之間的Na+濃度存在梯度差，因此植物不可避免地會積累Na+[20]。成熟細(xì)胞的液泡體積一般占細(xì)胞整體積的80%～90%，因此液泡中可以富集很多的陽離子，將Na+區(qū)域化進(jìn)液泡是減少胞質(zhì)中過多Na+ 的有效方法之一[21]。研究發(fā)現(xiàn)，Na+的區(qū)域化主要依靠液泡膜Na+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（NHX）發(fā)揮功能[8]，它以液泡膜H+～ATPase和H+-PPase產(chǎn)生的跨膜H+電化學(xué)勢梯度為主要驅(qū)動力將細(xì)胞質(zhì)中過多的Na+區(qū)域化進(jìn)液泡中（圖2）。Apse等[22]研究發(fā)現(xiàn)擬南芥nhx1突變體植株中Na+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)活性較野生型降低。Ma等[23]研究發(fā)現(xiàn)，對多漿旱生植物霸王進(jìn)行干旱脅迫處理，處理組霸王葉中Na+濃度比對照組高出64%，同時Na+對葉滲透勢貢獻(xiàn)由正常培養(yǎng)條件下的8%提高至干旱脅迫下的13%，K+對葉滲透勢的貢獻(xiàn)則無變化，表明干旱脅迫下，多漿旱生植物霸王可以吸收大量的Na+，并能將Na+有效轉(zhuǎn)運(yùn)至霸王的葉中。同時，霸王?ZxNHX?的表達(dá)與鹽或干旱處理下其葉中的Na+積累量呈顯著正相關(guān)關(guān)系[18]，說明該蛋白可能將霸王葉肉細(xì)胞質(zhì)中過多的Na+區(qū)域化至葉的液泡中，從而有助于降低細(xì)胞水勢、提高細(xì)胞的吸水能力，使植株能夠抵御嚴(yán)酷生境。隨后，Yuan等[24]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，50 mmol/L NaCl處理下，?ZxNHX-?RNAi干擾株系葉中Na+濃度顯著低于野生型，可見ZxNHX是霸王在鹽脅迫下維持其積鹽特征的關(guān)鍵因子。另有研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下，過表達(dá)?AtNHX1的?擬南芥[14]和番茄[25]轉(zhuǎn)基因株系中Na+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)活性及Na+含量較野生型明顯提高。之后在小麥[26]、棉花?（Gossypium hirsutum）[27]以及高羊茅（Festuca arundinacea?）[28]的?AtNHX?過表達(dá)株系中也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象，表明NHX可以介導(dǎo)胞質(zhì)中過多的Na+區(qū)域化至液泡中以減輕Na+毒害，并提高細(xì)胞的吸水能力，從而使植物能夠在鹽脅迫下維持正常的生長發(fā)育。

3.2?參與K+的穩(wěn)態(tài)平衡

鉀不僅是植物必需的營養(yǎng)元素，還在平衡細(xì)胞內(nèi)電荷的過程中發(fā)揮了重要作用[29]。大部分細(xì)胞內(nèi)的K+存在于液泡中，間接驅(qū)動細(xì)胞的膨脹[30]。此外，胞質(zhì)K+還是植物細(xì)胞內(nèi)許多生化和酶促反應(yīng)必不可少的催化劑。最新研究發(fā)現(xiàn)NHX可能參與介導(dǎo)液泡中K+的積累，并且是細(xì)胞主動吸收K+所必需的離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[31]。Bassil等[32]研究發(fā)現(xiàn)，相比于野生型擬南芥?nhx1nhx2雙?突株系的生物量顯著降低;通過測定離子轉(zhuǎn)運(yùn)活性，發(fā)現(xiàn)?nhx1nhx2雙?突株系液泡膜K+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)活性降低，其液泡中K+含量僅為野生型植株的1/3，并且與野生型相比，雙突株系氣孔關(guān)閉延遲。進(jìn)一步對擬南芥?nhx1nhx2雙突?株系的氣孔特征進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)氣孔的閉合依賴于保衛(wèi)細(xì)胞通過液泡膜上NHX1和NHX2積累K+來實(shí)現(xiàn)[33]。隨后同時對擬南芥?NHX1、NHX2、NHX3、NHX4進(jìn)行敲除[34]，發(fā)現(xiàn)相比于野生型，nhx1nhx2nhx3nhx4幼?苗液泡中K+含量顯著降低;并且在高濃度K+處理下，?nhx1nhx2nhx3nhx4?幼苗的根發(fā)生了明顯的偏斜和卷曲反應(yīng)，而在同等濃度的Na+處理下并未觀察到此類表型，表明?NHX?對K+高度敏感。另外在苜蓿中過表達(dá)小麥?TaNHX2?，發(fā)現(xiàn)鹽脅迫下轉(zhuǎn)基因株系K+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)活性顯著提高，其葉中K+含量也顯著高于野生型[35]。將葡萄?VvNHX1在馬?鈴薯中進(jìn)行超表達(dá)，轉(zhuǎn)基因株系葉中K+含量也顯著增加，Na+含量減少[36]。另外，在煙草中超表達(dá)花生?（Arachis hypogaea）AhNHX1?基因，發(fā)現(xiàn)鹽處理后轉(zhuǎn)基因煙草具有更高的K+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)活性，其根、莖、葉中也積累了較多的K+;從生長表型上來看，鹽處理下轉(zhuǎn)基因植株的根長、干鮮重、生長速率都優(yōu)于野生型，表明超表達(dá)?AhNHX1可?以促使轉(zhuǎn)基因煙草增強(qiáng)K+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)活性，積累更多的K+，增強(qiáng)煙草對鹽脅迫的耐受性[37]。以上結(jié)果均表明NHX可以通過調(diào)控植物細(xì)胞中K+的穩(wěn)態(tài)平衡，提高植物抵御鹽脅迫的能力。

3.3?調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)pH?適宜的 pH環(huán)境是植物細(xì)胞中參與各種代謝途徑的酶功能正常行使的必要條件。細(xì)胞內(nèi)酸堿平衡主要通過質(zhì)子泵和產(chǎn)生H+或OH-的代謝過程來調(diào)節(jié)[38]。NHX參與調(diào)控細(xì)胞內(nèi) pH的典型例子就是三色牽?；?（Ipomoea tricolor）?的花色變化[39]。當(dāng)三色牽?；òl(fā)育處于花蕾期時，花瓣細(xì)胞液泡內(nèi)pH為6.6，此時花色為紫色，而當(dāng)三色牽牛花發(fā)育至盛花期時，相應(yīng)的液泡中pH升高至7.7，此時花色呈現(xiàn)為藍(lán)色，而該時期液泡膜H+-ATPase、H+-PPase以及NHX的活性顯著提高。另有研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥?nhx1nhx2?雙突株系根的成熟細(xì)胞和子葉下胚軸細(xì)胞中液泡pH相比野生型分別降低了0.50和0.35[31]，同樣擬南芥?nhx5nhx6雙?突株系液泡pH相比于野生型也顯著降低[40-41]，這可能是因?yàn)镹HX的缺失導(dǎo)致雙突株系中跨液泡膜Na+/H+交換比率減少，從而使其液泡中的H+含量較野生型高，使液泡酸化?？梢奛HX活性的改變對植物細(xì)胞內(nèi)pH的變化有著非常重要的影響。

3.4?調(diào)節(jié)細(xì)胞中的囊泡運(yùn)輸

植物細(xì)胞內(nèi)的囊泡運(yùn)輸是維持生命活動的關(guān)鍵樞紐[11]。研究發(fā)現(xiàn)AtNHX1參與細(xì)胞中的囊泡運(yùn)輸[42]，位于液泡膜上的AtNHX1介導(dǎo)Na+進(jìn)入囊泡，后者會移動并融合到液泡中。駐留在液泡腔中的AtNHX1的親水性C-末端尾巴與鈣調(diào)素蛋白AtCaM15相互作用，調(diào)節(jié)陽離子的選擇性，而鹽脅迫通常會引起液泡堿化，此時AtCaM15與AtNHX1的結(jié)合能力降低， Na+/H+轉(zhuǎn)運(yùn)活性增強(qiáng)，AtNHX1可以將更多的Na+區(qū)域化進(jìn)液泡中，提高植物的耐鹽性[19]。對擬南芥?nhx1?轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)編碼與囊泡運(yùn)輸有關(guān)蛋白（如動力蛋白、網(wǎng)格蛋白包被蛋白、網(wǎng)格蛋白結(jié)合蛋白等）的編碼基因出現(xiàn)差異表達(dá)[43]。另外，對擬南芥?nhx5nhx6雙突?株系分析發(fā)現(xiàn)，突變體中高爾基體到液泡前體或液泡膜的囊泡運(yùn)輸無法順利完成[44]。上述結(jié)果均表明NHX在囊泡運(yùn)輸過程中發(fā)揮了重要作用。

4?液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因在提高植物耐鹽性中的應(yīng)用

植物的耐鹽性是一個復(fù)雜的性狀，涉及對細(xì)胞滲透壓和離子脅迫及其隨之產(chǎn)生的次級脅迫（如氧化脅迫）在整株水平上協(xié)調(diào)的響應(yīng)[45]。目前已經(jīng)從60多種植物中鑒定并克隆出?NHX基?因[46]，其中大多數(shù)已被證明與植物的耐鹽性相關(guān)[47]。大量研究表明， 超表達(dá)?AtNHX可以提高植物的耐鹽性。例如， AtNHX5的?過表達(dá)能夠提高鹽處理下轉(zhuǎn)基因擬南芥的干鮮重及地上部Na+、K+含量，轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽能力明顯提高[48]。同樣將?AtNHX5在?水稻中進(jìn)行超表達(dá)，轉(zhuǎn)基因水稻的干鮮重、葉綠素含量、葉片相對含水量及脯氨酸含量均高于野生型植株，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因水稻種子可以在含有250 mmol/L甘露醇的1/2MS培養(yǎng)基上發(fā)芽，并且轉(zhuǎn)基因水稻幼苗的生長明顯優(yōu)于野生型[49]，這與在大豆中超表達(dá)?AtNHX5的?研究結(jié)果相類似[50]。表明?AtNHX5的過?表達(dá)增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因植株的耐受性。另外Leidi等[51]在番茄中超表達(dá)?AtNHX1?，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因番茄的根長、地上部干重及含水量都顯著高于野生型。Sahoo等[52]在綠豆中超表達(dá)?AtNHX1，?轉(zhuǎn)基因綠豆在高鹽脅迫下（200 mmol/L NaCl處理）生長良好，其株高、干鮮重、光合速率等指標(biāo)都高于野生型植株，表明轉(zhuǎn)基因株系耐鹽性提高。另有研究發(fā)現(xiàn)，超表達(dá)其他植物?的NHX?基因同樣會改善多數(shù)植物的耐鹽性[53]，劉琳等[54]在擬南芥中超表達(dá)水稻?OsNHX1，?結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因擬南芥的根長、葉片相對含水量均高于野生型植株，表明轉(zhuǎn)基因植株的脅迫耐受性得到改善。之后將小麥?TaNHX2在?茄子中進(jìn)行超表達(dá)，發(fā)現(xiàn)T2代轉(zhuǎn)基因植株在200 mmol/L NaCl處理下可以維持正常生長，而野生型植株表現(xiàn)出葉片萎黃，生長受到抑制甚至死亡;并且相較于野生型，轉(zhuǎn)基因植株的光合速率、總?cè)~綠素含量及葉片相對含水量都有所提高，表明超表達(dá)?TaNHX2可?以明顯改善茄子的耐鹽能力[55]。同樣在馬鈴薯中超表達(dá)葡萄?VvNHX1?[35]，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯在鹽處理后其體內(nèi)可溶性糖含量及抗氧化酶活性都顯著提高，表明轉(zhuǎn)基因植株可以克服鹽脅迫導(dǎo)致的氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而使其耐鹽性增強(qiáng)。綜上所述，?NHX的?超表達(dá)可以顯著提高轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽性。另外對?nhx突變?體研究發(fā)現(xiàn)，滲透脅迫下擬南芥?nhx1nhx2?雙突株系長勢明顯弱于野生型植株[31]，擬南?芥nhx5nhx6?雙突株系對鹽分也極度敏感[56]，表明?NHX?的缺失降低了植物的耐受性。

眾所周知，NHX區(qū)域化Na+的動力主要是由液泡膜H+-ATPase和H+-PPase產(chǎn)生的跨膜質(zhì)子驅(qū)動力提供的，據(jù)此推測可以通過超表達(dá)為區(qū)域化Na+提供動力的液泡膜質(zhì)子泵基因，這樣可以供給NHX更強(qiáng)的驅(qū)動力來將細(xì)胞質(zhì)中更多的 Na+區(qū)域化到液泡內(nèi)腔中，進(jìn)一步增強(qiáng)植物的耐鹽性[57]。隨后這一理論推測已經(jīng)得到充分驗(yàn)證，例如在擬南芥[58-59]、紫花苜蓿[60]中超表達(dá)H+-PPase基因?（VP）?，均能夠提高轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽能力，表明H+-PPase 基因的超表達(dá)能夠增強(qiáng)植物的耐鹽性。據(jù)此進(jìn)一步推測，?NHX和VP的?共表達(dá)可以使Na+區(qū)域化進(jìn)液泡的能力成倍增加，從更大程度上減輕Na+對細(xì)胞質(zhì)的毒害，進(jìn)而賦予植物更強(qiáng)的耐鹽堿能力[61]。目前，這一假說已在水稻[62]、番茄[63]、煙草[64]等植物中通過共表達(dá)?NHX和VP得?到了驗(yàn)證。Bhaskaran等[63]研究發(fā)現(xiàn)在200 mmol/L NaCl處理下，共表達(dá)狼尾草?（Pennisetum glaucum）PgNHX1和擬南芥AVP1的轉(zhuǎn)基?因番茄生長良好，而野生型植株的生長受到嚴(yán)重抑制，葉片萎蔫甚至在21 d內(nèi)死亡。同樣Liu等[65]在苜蓿中超表達(dá)鹽地堿蓬?ScNHX1和ScVP?，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株在鹽處理下仍然可以維持自身的正常生長，而野生型植株則表現(xiàn)出葉片發(fā)黃褪綠，植株整體萎蔫甚至死亡。隨后Bao等[61]將旱生植物霸王?ZxNHX和ZxVP1-1在紫花苜蓿（Medicago sativa?L.）中進(jìn)行共表達(dá)，200 mmol/L NaCl處理下T0代轉(zhuǎn)基因苜蓿生長良好，野生型植株萎蔫甚至死亡;并且相較于野生型植株，T0代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿植株的生物量、光合效率、葉片相對含水量更高，葉和根中也積累了更多的陽離子 （如Na+、K+和Ca2+）。2017年，珠拉太[66]分別用50 mmol/L NaCl和不同濃度的山梨醇進(jìn)行滲透脅迫處理，發(fā)現(xiàn)共表達(dá)?ZxNHX和ZxVP1-1的?T1代轉(zhuǎn)基因紫花苜?？梢杂行Хe累Na+和K+以增加自身的滲透調(diào)節(jié)能力，從而維持植株的正常生長。張婧[67]用200 mmol/L NaCl對T2代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿進(jìn)行脅迫處理，發(fā)現(xiàn)T2代轉(zhuǎn)基因苜蓿的株高、生物量及根系活力均高于野生型。表明?ZxNHX和ZxVP1-1的聚合轉(zhuǎn)化可以獲得穩(wěn)定遺傳，同時也充分表明ZxNHX和ZxVP1-1?的共表達(dá)可以通過增加質(zhì)子驅(qū)動力促使更多的Na+區(qū)域化進(jìn)液泡中，改善轉(zhuǎn)基因株系的滲透調(diào)節(jié)能力，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿的耐鹽性。綜上所述，共表達(dá)?NHX和VP基因?可以顯著增強(qiáng)植物對高鹽環(huán)境的耐受能力。

5?結(jié)論與展望

土壤鹽漬化嚴(yán)重制約著全球農(nóng)業(yè)發(fā)展。液泡膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（NHX）在植物抵御鹽脅迫過程中發(fā)揮著重要作用，因此該蛋白在植物抗逆性改良中將具有重要的應(yīng)用前景。然而目前僅對NHX1和NHX2功能的研究較為廣泛，而其他NHX成員在植物中的抗逆調(diào)控機(jī)理仍不清楚，深入揭示它們的功能，不僅可以挖掘更多優(yōu)異的抗逆基因資源，而且可以為培育抗逆性較強(qiáng)的作物品種奠定更加充分的理論依據(jù)。此外，基于目前的研究現(xiàn)狀，NHX的離子區(qū)域化功能在不同植物和不同家族成員間存在差異：早期的研究發(fā)現(xiàn)該類蛋白主要介導(dǎo)Na+的區(qū)域化，但最近的大量研究又表明NHX可能通過介導(dǎo)液泡K+的區(qū)域化來維持胞內(nèi)K+的穩(wěn)態(tài)平衡。因此，深入解析造成這些差異的分子機(jī)制將是未來的重要研究方向，這將有助于全面理解NHX蛋白家族在不同類型植物生長發(fā)育和環(huán)境適應(yīng)中的作用。

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