【摘 要】
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细胞Ca2+动态平衡与植物生命活动密切相关,植物类Na+/Ca2+交换蛋白（NCX-Like,NCL）是一类维持细胞Ca2+稳态的跨膜转运蛋白。本研究基于拟南芥NCL序列以及苹果、葡萄、草莓、桃和梨全基因组信息,分析了NCL家族特征,探讨平邑甜茶根系Mh NCL表达水平与细胞Ca2+浓度变化的关系,并利用Mh NCL-1转基因烟草和瞬时过表达平邑甜茶根系、钙敏感荧光探针和非损伤微测技术（NMT）,
【基金项目】
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国家自然科学基金（Nos.32172517 和 31772251）； 国家重点研发计划（No. 2019YFD1000103）；
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细胞Ca2+动态平衡与植物生命活动密切相关,植物类Na+/Ca2+交换蛋白（NCX-Like,NCL）是一类维持细胞Ca2+稳态的跨膜转运蛋白。本研究基于拟南芥NCL序列以及苹果、葡萄、草莓、桃和梨全基因组信息,分析了NCL家族特征,探讨平邑甜茶根系Mh NCL表达水平与细胞Ca2+浓度变化的关系,并利用Mh NCL-1转基因烟草和瞬时过表达平邑甜茶根系、钙敏感荧光探针和非损伤微测技术（NMT）,初步明确了Mh NCL-1基因在盐胁迫响应及Ca2+吸收积累和转运方面的功能。主要结果如下:1、NCL家族成员在进化中高度保守,苹果基因组中的4个Md NCL基因的启动子上均含有胁迫响应及激素应答相关的顺式作用元件,且在苹果各器官中均有不同程度的表达。2、依据Md NCL保守结构域,从平邑甜茶中确定出4个相应的Mh NCLs基因（Mh NCL-1、Mh NCL-2、Mh NCL-3和Mh NCL-4）,其中Mh NCL-1、Mh NCL-3和Mh NCL-4的表达水平在Na Cl、Ca Cl2、4℃、PEG、ABA和IAA处理下都基本呈现“下降—上升—下降—上升”的变化规律,而根系细胞Ca2+浓度在上述处理下呈现“升高—降低—小幅度升高—小幅度降低”的趋势变化,根系NCL基因表达与Ca2+浓度变化有密切关系。3、过表达Mh NCL-1基因明显降低烟草和平邑甜茶根系对高浓度Na Cl的敏感性,减少MDA的积累,从而降低高浓度Na Cl引起的细胞死亡和膜脂过氧化。4、Mh NCL-1基因过表达使烟草和平邑甜茶根系对高浓度Ca Cl2表现出更高的敏感性,提高了高浓度Ca Cl2处理下植株体内MDA的积累,促进了膜脂过氧化和细胞死亡。5、Mh NCL-1基因过表达使烟草和平邑甜茶根系的Ca2+积累量减少,且高浓度Na Cl显著降低根系Ca2+积累,而高浓度Ca Cl2显著增加根系Ca2+积累。6、过表达Mh NCL-1基因显著提高烟草和平邑甜茶根系Ca2+通量,Ca2+通量恢复过程较快,且高浓度Na Cl促进外向的Ca2+通量,高浓度Ca Cl2促进内向的Ca2+通量。
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