
細胞膜是控制細胞振蕩的中心,細胞的振蕩在植物界中十分普遍。例如質膜電位的周期性變化、液泡電位及電流的波動、質外體的濃度變化、胞內pH及 Ca2+的波動、不同細胞類型質膜跨膜離子流振蕩等。然而,目前除了大致了解膜和離子流直接或間接參與振蕩過程,研究人員對這種振蕩的生理學功能仍然知之 甚少。
Shabala等研究人員應用反饋受控振蕩模型提出了許多設想:(1)振蕩周期強烈依賴于質子泵活性;(2)質子泵活性受抑制時,振 蕩停止;(3)H+和K+流之間存在方向性的轉變;(4)細胞膜上有對外界溫度和離子濃度變化感受的“窗口”,對外界不同的變化細胞表現為不同的振蕩模 式;(5)振蕩特性與細胞大小緊密相關等。他們使用“非損傷微測技術”直接測定了不同環境條件下植物根、葉片及真菌細胞跨膜的H+、K+、Ca2+和O2 的振蕩規律。通過對模型預測及實驗測定數據的比較,用實驗成功地證實了之前設想的正確性。
此項研究結合模型預測及實驗數據,根據植物對鹽、溫度、滲透、低氧及pH脅迫的適應性反應,對振蕩的生理學功能作了較為清晰的闡述。這個模型可以指導篩選抗鹽、抗澇等方面的育種工作。

圖注:玉米根部O2流的振蕩變化作為O2利用情況的指標。A:不同氧氣濃度下O2流的振蕩規律;B:O2流振蕩對外界氧氣的依賴性。
關鍵詞:適應(Adaptation); 離子流(Ion flux); 膜(Membrane).
參考文獻:Shabala S et al. J. Exp. Bot. 2006, 57: 171-184.
注:非損傷微測技術(NMT)包括:SIET、SVET、SPET、SERIS、SERP、SERE、SRET、MIFE?等。
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