植物水通道蛋白研究成果

植物的各种生理过程离不开水分的运输，水通道蛋白（aquaporin，AQP）属于MIP（major intrinsic protein）家族成员，是植物体内与水分利用直接相关的一类蛋白，在水分运输中起重要作用（Martre et al.，2002；Siefritz et al.，2002；Tyerman et al.，2002）。1993年在植物拟南芥中第一次分离了水通道蛋白TIP，该蛋白具有输送水分功能（Maurel et al.，1993）。随后在各种植物中陆续分离到水通道蛋白，在拟南芥中发现35个基因编码AQP（Johanson et al.，2001；Quigley et al.，2002），在玉米中36个（Chaumont et al.，2001），水稻中33个（Sakurai et al.，2005）。在高等植物中，水通道蛋白根据氨基酸序列同源性以及亚细胞定位大致分为4种类型：质膜内在蛋白PIP（plasma intrinsic proteins）、液泡膜内在蛋白TIP（tonoplast intrinsic proteins）、类结瘤蛋白NIP（NOD26-like intrinsic proteins）及小碱性膜内蛋白SIP（small and basic intrinsic proteins）；PIPs分为两种亚类，PIP1和PIP2（Kaldenhoff et al.，2006；Maurel，2007）。植物水通道蛋白不仅参与水分运输，还参与CO2（Flexas et al.，2006；Uehlein et al.，2008）、亚砷酸盐（Isayenkov et al.，2008；Kamiya et al.，2009；Zhao et al.，2010）、尿素（Soto et al.，2008）、过氧化氢（Bienert et al.，2007）、乳酸（Choi et al.，2007）以及其他小分子物质运输。植物水通道蛋白还通过水势或其他方式参与叶片生长、细胞分裂以及花瓣开放等（Ma et al.，2008）。在拟南芥中，质膜内在蛋白PIPs受干旱胁迫强烈诱导，在根中、地上部中PIP1；3、PIP1；4、PIP2；1和PIP2；5表达量可上升5倍以上；然而，其家族成员PIP1；5、PIP2；2在地上部表达量和PIP2；3在根中表达量下降到十分之一（Jang et al.，2004）。(www.xing528.com)