碱茅（Puccinellia tenuiflora）Ca2+/H+ 反向转运蛋白（PutCAX）转运Ba2+和Ca2+分子机制的研究

Transport of metals and alkali cations across plant plasma and organellar membranes is essential for plant growth, development, signal transduction, nutrition, and also for use of plants in toxic metal phytoremediation.Plant Ca2+/H+ antiporters (CAXs) mainly involve in Ca2+ transport, but some studies also found that CAXs could transport other metal ions except for Ca2+.In this study, two CAX genes (PutCAX1 and PutCAX2) from alkaline-tolerant plant-Puccenillia tenuiflora were identified. The transgenic yeasts expressing full length of PutCAX1 or PutCAX2 could improve the tolerance to Ba2+ and Ca2+. Moreover,the transgenic yeast expressing truncated PutCAX1 or PutCAX2 lacking N- or C-terminal region showed different tolerance to Ba2+ and Ca2+. Ba2+ is toxic to plants, but now the Ba2+ transport mechanism in plants is still not clear. This research mainly focuses on the analysis of two CAX proteins on Ba2+ and Ca2+ transport,investigates the regulation role of N- and C-terminal region of these two CAX proteins on Ba2+ and Ca2+ transport,finds the interaction protein of these two CAX proteins, and reveals the Ba2+ and Ca2+ transport mechanism of CAX proteins.

植物细胞膜和内膜上的各种离子转运蛋白在植物生长、发育、信号转导、营养、以及修复有毒离子方面发挥着重要的作用。植物Ca2+/H+反向转运体（CAXs）主要负责植物体内Ca2+的转运，但有些研究也发现CAX蛋白除了转运Ca2+外，同时还可以担当其它金属离子的转运。本研究从耐盐碱植物-碱茅中鉴定了两个新的CAX转运体，它们可以提高酵母突变体对Ba2+、Ca2+的抗性，同时CAX的N端和C端调控区的缺失也引起了酵母突变体对Ba2+、Ca2+的抗性变化。Ba2+对植物具有毒害作用，但是目前植物对Ba2+的应答和转运机制尚不清楚。本研究主要对两个CAX蛋白转运Ba2+、Ca2+特性进行详细解析，同时调查两个CAX蛋白N端和C端在对Ba2+、Ca2+转运过程中所发挥的调控作用，寻找两个CAX蛋白的相互作用蛋白，最终揭示两个CAX蛋白对Ba2+和Ca2+的转运机制。

植物细胞膜和内膜上的各种离子转运蛋白在植物生长、发育、信号转导、营养、以及修复有毒离子方面发挥着重要的作用。植物Ca2+/H+反向转运体（CAXs）主要负责植物体内Ca2+的转运，但有些研究也发现CAX蛋白除了转运Ca2+外，同时还可以担当其它金属离子的转运。本研究从耐盐碱植物-碱茅中鉴定了两个新的CAX转运体，命名为PutCAX1 and PutCAX2。PutCAX1和 PutCAX2两个基因在碱茅的叶和根中的表达均受Ca2+和Ba2+的诱导。利用GFP绿色荧光蛋白作为marker，PutCAX1 and PutCAX2两个蛋白在酵母细胞和植物细胞中分别定位于液泡膜和内质网膜。PutCAX1 和 PutCAX2及各缺失体的转基因酵母在Ca2+ 和Ba2+胁迫下的抗性分析显示：PutCAX1的C端和PutCAX2的N端分别是两个蛋白的自抑制区，从而影响酵母细胞对Ca2+ 和Ba2+的抗性。PutCAX1 和 PutCAX2及各缺失体的转基因拟南芥在Ba2+胁迫下也表现出了一定的抗性，但是目前实验尚未发现两个蛋白的N端和C端对其抗性的影响，需要进一步验证。此外，进一步验证候选蛋白与PutCAX1 and PutCAX2蛋白的相互作用，将更有助于揭示两个CAX蛋白对Ba2+和Ca2+的转运机制。