一、小花碱茅抗盐性机理分析

小花碱茅(Puccinellia tenuiflora)是禾本科盐生植物，抗盐能力很强，与禾本科作物有较近的亲缘关系。为了研究小花碱茅的抗盐机理，彭彦辉等以中等抗盐植物小麦(Triticum aestivum L.)为对照材料，应用离子分析和X-射线微分析技术检测了盐胁迫下小花碱茅根茎K＋、Na＋的含量和分布情况。研究表明，小花碱茅对K＋/Na＋具有很高的选择性吸收能力，无论在正常条件还是在盐胁迫下，小花碱茅吸收和累积钾的能力都很强。在盐胁迫下，小花碱茅根钾含量迅速增加2至3倍，钾元素主要分布在共质体和木质部，而盐分主要分布在内皮层以外的质外体；即使在低钾处理下，木质部中K＋含量仍然较高。基于平面脂双层膜（PLBs）技术的电生理分析表明小花碱茅根细胞质膜的K＋透性与K＋/Na＋选择性均远高于小麦。经内整流钾通道抑制剂Cs＋和TEA处理后，小花碱茅吸收K＋的能力明显下降，钾元素主要分布在小花碱茅根部的皮层细胞内；木质部中钾元素含量明显下降，K＋/Na＋显著下降。内皮层细胞有可能是钾通道抑制剂作用的主要部位，控制了K＋、Na＋进入木质部的过程。所有结果表明，钾通道的K＋/Na＋选择性和凯氏带造成的质外体阻障很可能是小花碱茅在根系与地上部间维持相当大的钠浓度梯度以及正常的植株钾浓度的关键因素。

二、水孔蛋白rwc3在稻的避旱机制中的作用

植物的抗旱性有躲旱、避旱和耐旱3种机制。稻(Oryza sativa)可分为水稻(lowland rice)和陆稻(upland rice)，一般说来，陆稻以避旱为主而水稻以耐旱为主。5～6叶期水稻和陆稻水培， 20％PEG6000处理2小时后，水稻和陆稻的蒸腾速率均有不同程度的下降，但陆稻较水稻下降得明显。同时陆稻的叶片明显萎蔫，水稻的叶片无明显变化。在20%PEG胁迫下，陆稻叶和根的渗透势都较对照明显下降，水稻根的渗透势下降较陆稻大，而叶的渗透势基本不变。这一结果证实了陆稻避旱(而非耐旱)的抗旱机制，而水稻比较有耐旱能力。

植物体内的水分运输有共质体和质外体两条途径。在共质体运输中，水分需跨膜运输，水孔蛋白（aquaporin）是存在于细胞质膜或液泡膜上的MIP家族，能促进水分的跨膜运输。因此，水孔蛋白可能在水分的长距离运输和胞内渗透压的调控等方面有重要作用，从而参与植物的避旱反应。rwc3是连红莉等通过同源克隆在水稻中得到的一个MIP家族成员，编码287个氨基酸残基的一条多肽，通过爪蟾卵母细胞系统已经证明rwc3具有水孔蛋白功能。根据RT-PCR和western实验结果，连红莉等观察到在mRNA和蛋白水平的两个水平上，无论水稻或陆稻rwc3的表达主要在根系，陆稻在受到PEG干旱胁迫后，rwc3表达均有所增加，而水稻rwc3表达则下降，表明rwc3表达量和陆稻的避旱性有相关性。

为了进一步确定rwc3在稻的避旱机制中的作用。连红莉等又将rwc3与逆境诱导型启动子SWPA2相连，构入双元载体PCAMBIA 1301，进行转基因操作，并做了分子与生理检测。分子检测表明已成功地获得了14个转基因株系。根据RT-PCR结果，与野生型植株相比，20%PEG6000处理4至8小时能明显促进转正义基因植株的rwc3的表达，同时观察到转基因植株的蒸腾速度和渗透势均高于野生型植株。

根据以上结果，连红莉等推定根系水孔蛋白rwc3利于陆稻根系对水分的吸收和共质体运输，以满足植株对水分的生理需求，从而参与了稻的避旱过程。当然，植物水孔蛋白是一个有诸多成员的大家族，而植物对干旱的响应又是一个极其复杂的生理过程。

三、ABA对水稻在干旱胁迫下的水孔蛋白RWC3表达的调节

连红莉等研究表明，20% PEG-6000胁迫处理2h后，陆稻和水稻水孔蛋白RWC3的表达模式不同。陆稻根在胁迫2h表达增至峰值，叶在胁迫4h增至峰值；而水稻叶和根在胁迫过程中RWC3的表达变化不大。同时发现，陆稻叶和根的ABA含量分别增加到处理前的8.1和16.9倍,而水稻叶和根的含量则分别仅为处理前的1.2和1.9倍。在胁迫过程中，外源10 μM ABA处理后，陆稻叶和根的RWC3表达均有所增加，而水稻的响应则不明显。此时以ABA合成抑制剂(0.2 mM Fluridone)处理，使2 h后的陆稻叶和水稻叶的ABA含量分别降至处理前的0.46和0.16倍，而对两者根的ABA含量影响不明显(分别为1.06和1.03倍)；这时，陆稻和水稻RWC3的表达对干旱胁迫基本不响应。由此认为ABA可能参与了植物在干旱胁迫下对RWC3表达的调节。

（中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所）