拟南芥新离子转运蛋白家族（AtCCX家族）成员-AtCCX5基因的生物学功能研究

Ca2+/cation 反向转运体超家族蛋白是重要的内膜蛋白，其主要功能是利用初级转运体提供的H+, Na+或K+ 的电化学梯度，来完成细胞质中Ca2+和其它阳离子的运输。在CaCA超家族中，cation/Ca2+反向转运体（CCX）家族是新划分出来的一个亚家族。拟南芥AtCCX家族共有5个成员（AtCCX1~AtCCX5），到目前为止，其生物学功能还未被广泛研究。所以本研究将对该家族中的AtCCX5基因的生物学功能进行解析，在前期研究的基础上，通过对AtCCX5在拟南芥中的表达和启动子的研究、AtCCX5在酵母和植物中离子运输特性的研究、以及AtCCX5基因突变体植株和过量表达植株的解析，明确AtCCX5与低钾和高盐之间的应答关系，以及AtCCX5在酵母和植物中如何调节K+的吸收和Na+的运输，证明AtCCX5是拟南芥膜系统中的高亲和性K+转运体，并且阐明与Na+转运及植物抗盐性的关系。

Ca2+/cation 反向转运体超家族蛋白是重要的内膜蛋白，其主要功能是利用初级转运体提供的H+，Na+或K+ 的电化学梯度，来完成细胞质中Ca2+和其它阳离子的运输。在CaCA超家族中， cation/Ca2+反向转运体（CCX）家族是其中的一个亚家族。拟南芥AtCCX家族中的5个成员（AtCCX1~AtCCX5），到目前为止，其生物学功能还未被广泛研究。所以本研究对该家族中的AtCCX5 基因的生物学功能进行解析，在前期研究的基础上，通过对AtCCX5在拟南芥中的表达和启动子的研究、AtCCX5在酵母和植物中离子运输特性的研究、以及AtCCX5基因突变体植株和过量表达植株的解析，明确AtCCX5与低钾和高盐之间的应答关系，以及AtCCX5在酵母和植物中如何调节K+的吸收和Na+的运输。研究结果如下：.1、AtCCX5基因对低钾、高钾和高盐逆境有一定的应答反应。 .2、利用GFP荧光蛋白为marker，证明了AtCCX5定位于酵母和植物细胞的质膜。.3、表达AtCCX5的酵母细胞在金属离子（Ca2+，Mg2+，Fe2+，Cu2+，Mn2+，Ba2+，Ni2+）的胁迫下无明显的抗性反应。而在低钾（0.5 mM）条件下，AtCCX5的酵母转化体显示出良好生长态势，其暗示了AtCCX5具有吸钾的能力。并且AtCCX5的酵母转化体能够在75 mM NaCl的条件下，通过外加5 mM K+提高对Na+的抗性，这个结果暗示了AtCCX5提高对Na+的抗性，可能通过吸收K+来完成。.4、AtCCX5的转基因酵母和植物在低钾和高盐的条件下，细胞内K+和Na+含量均高于较对照。NMT实验显示：转基因植物在低钾条件下，其根部对K+具有较强的内吸能力。其结果暗示了AtCCX5能够调节高亲和K+的吸收，并同时具有调节Na+的运输的能力。